Moléculas orgânicas e a geometria

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Química orgânica 
 
 
 
 
MOLÉCULAS ORGÂNICAS E A GEOMETRIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sumário 
 
Introdução .................................................................................................................................... 2 
Objetivos ....................................................................................................................................... 2 
 
1. Geometria molecular ...................................................................................................... 2 
1.1 Modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR) ........... 2 
1.2 Geometria em moléculas orgânicas ........................................................................... 3 
 
Exercícios ...................................................................................................................................... 5 
 
Gabarito ........................................................................................................................................ 6 
 
Resumo ......................................................................................................................................... 6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Introdução 
Na apostila Orbital atômico X orbital molecular, aprendemos mais sobre os 
tipos de orbitais atômicos existentes e as diferenças do orbital atômico e molecular, 
e como a hibridização influencia na geometria da molécula. 
As moléculas apresentam arranjo estrutural de acordo com os átomos nestas 
presentes, deste modo direcionando o formato da sua geometria. Nesta Apostila 
iremos estudar sobre um método bastante utilizado para a determinação das 
geometrias de diferentes compostos químicos, conhecido como Modelo da repulsão 
dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR). Iremos visualizar os diferentes 
tipos de geometrias que formam o arranjo estrutural das moléculas. 
Objetivos 
• Estudar a geometria dos compostos orgânicos utilizando o modelo de 
repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência 
• Verificar a influência desse modelo de repulsão na geometria dos compostos. 
 
1. Geometria molecular 
1.1 Modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência 
(VSEPR) 
A geometria molecular é utilizada para abordar como estão organizados os 
núcleos dos átomos de uma molécula em relação ao outro, ou seja, como é dado o 
arranjo estrutural de um determinado composto. 
Existe um método que possibilita prever a geometria da molécula. Foi 
elaborado pelos químicos Nevil Sidgwick e Herbert Powell, contudo foi aperfeiçoado 
por Ronald Gillespie. Os químicos afirmam que todos os pares eletrônicos 
localizados ao redor do átomo central agem como nuvens eletrônicas que se 
repelem entre si, o que implica na orientação espacial com a maior distância angular 
possível. É considerada nuvem eletrônica: 
• ligação simples ou dativa 
• ligação dupla 
• ligação tripla 
• par de elétrons não-ligantes 
 
A fim de determinar a geometria molecular de um composto (Figura 01), devemos 
seguir os passos do modelo de repulsão dos pares eletrônicos da camada de 
valência: 
 
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1. Escrever a fórmula eletrônica da substância e quantificar as nuvens 
eletrônicas presentes ao redor do átomo central. 
2. Verificar o arranjo geométrico que melhor distribua essas nuvens eletrônicas, 
seguindo o teorema da repulsão. Pode ser uma reta, um triângulo equilátero 
ou um tetraédrico. 
3. Por fim a geometria molecular é determinada analisando somente os átomos 
unidos ao átomo central (deixando de lado nessa análise os pares eletrônicos 
não-ligantes), ou seja, o número de ligantes. 
 
01 
Aplicação do modelo de repulsão 
 
 
1.2 Geometria em moléculas orgânicas 
Agora iremos visualizar a geometria molecular de alguns compostos 
orgânicos com diferentes configurações de hibridização dos carbonos. 
A primeira molécula será o metano (CH4) (Figura 03), lembrando que o 
carbono presente nesta molécula possui a hibridização sp3. O átomo está 
representado pela bola preta e os átomos de hidrogênio pela bola branca. Podemos 
observar que o carbono é o átomo central e possui 4 ligantes. Aplicando o modelo de 
repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência, verificamos que o metano 
apresenta estrutura geométrica tetraédrica. 
 
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02 
Estrutura do metano 
 
Já a molécula de etano (C2H4) apresenta a hibridização sp2, lembrando que essa 
configuração realiza uma ligação dupla (Figura 04). Ao analisar isoladamente cada 
carbono, verificamos que cada um apresenta 3 nuvens e 3 ligantes, logo consultando 
a tabela do método de repulsão, concluímos que o eteno apresenta geometria 
trigonal plana. 
 
 
03 
 
O etino (C2H2) apresenta ligação tripla em sua estrutura molecular (Figura 05), devido 
à presença do orbital híbrido sp. Ao verificar o átomo de carbono, este apresenta 
apenas 2 nuvens eletrônicas ao seu redor, logo apresenta uma estrutura geométrica 
linear. 
 
04 
 
 
 
 
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CAI NA PROVA!! 
 
 
Exercícios 
1- (FCC, 2016) Considere as seguintes geometrias moleculares. 
 
 
 
As substâncias metano, CH4, água, H2O, fosgênio, COCℓ2, e amônia, NH3, possuem, 
respectivamente, as geometrias moleculares 
 
a) I,II,III e IV 
b) II, III,I e IV 
c) III, IV,I e II 
d) IV, I, III e II 
e) IV, I, II e III 
 
2- (Autor, 2019) Considerando a Teoria da repulsão entre os pares de elétrons 
da camada de valência, o composto H2O deve ter geometria molecular do 
tipo 
 
a) Tetraédrica 
b) linear 
c) octaédrica 
d) Angular 
Podemos observar que a hibridização influencia 
diretamente na geometria molecular. O carbono com 
hibridização sp3 sempre é tetraédrico), o sp2 é trigonal e 
o sp é linear. 
 
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e) trigonal planar 
 
3- (UFAL, 2012)De acordo com a teoria da repulsão dos pares de elétrons da 
camada de valência, as substâncias O3, CO2, BCl3 e NH3 apresentam, 
respectivamente, geometrias moleculares do tipo 
 
a) angular, linear, trigonal plana e piramidal 
b) linear, linear, piramidal e piramidal 
c) angular,linear, trigonal plana e trigonal plana 
d) angular, linear, piramidal e piramidal 
e) linear, angular, trigonal plana e piramidal 
 
Gabarito 
1. e: CH4 - geometria tetraédrica; H2O geometria angular; COCℓ2 geometria 
trigonal plana; e NH3 geometria piramidal 
2. d: Segundo a teoria, o composto H2O apresenta 3 nuvens eletrônicas e 2 
ligantes, caracterizando uma geometria angular. 
3. a. Seguindo os passos do modelo de repulsão encontraremos O3 angular (3 
nuvens e 2 ligantes), CO2 linear (2 nuvens e 2 ligantes), BCl3 trigonal plana (3 
nuvens e 3 ligantes) e NH3 piramidal ( 4 nuvens e 3 ligantes) 
Resumo 
A geometria molecular aborda em como estão distribuídos os átomos de um 
composto, ou seja, como é dado o arranjo estrutural de uma molécula. Através do 
"modelo de repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência" é possível 
determinar a geometria da molécula previamente. Este método propôs que os pares 
eletrônicos ligantes e não-ligantes que estão ao redor do átomo central, tendem a 
repelir entre si, buscando uma conformação com a maior distância angular possível. 
Seguindo os passos e a tabela do modelo de repulsão, determinamos a 
geometria das moléculas orgânicas com diferentes hibridizações do elemento 
carbono. Na molécula de metano há hibridização sp3 e apresentou a geometria 
tetraédrica, no eteno os orbitais sãohíbridos sp2 e possui uma geometria molecular 
trigonal plana, já no etino apresenta os orbitais híbridos sp e geometria linear. 
Vimos a importância do modelo de repulsão dos pares eletrônicos na 
determinação da geometria das moléculas e a influência da hibridização dos 
compostos orgânicos apresentando diferentes geometrias. 
 
 
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Referências bibliográficas 
USBERCO, João, SALVADOR, Edgar. Química. 5. ed. São Paulo: Saraiva, 2002. 
 PERUZZO, F. M.; CANTO, E. L. do. Química na Abordagem do Cotidiano. 4. ed. São Paulo:Moderna, 
2006. 
Referências imagéticas 
Figura 01. USBERCO, João, SALVADOR, Edgar. Química. 5. ed. São Paulo: Saraiva, 2002. 
Figura 02. WIKIPEDIA . Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Methane-CRC-MW-3D-
balls.png>. Acessado em 08/03/2019 às 22h;45min. 
Figura 03. WIKIPEDIA . Disponível em: <https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Ethylene-CRC-MW-
3D-balls.png>. Acessado em 08/03/2019 às 22h;55min. 
Figura 04. WIKIPEDIA . Disponível em:< https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Acetylene-CRC-IR-3D-
balls.png>. Acessado em 08/03/2019 às 23h;13min.