Aula Geometria Molecular

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Geometria Molecular
Geometria molecular
	Um dos modos mais utilizados teoricamente para realizar a determinação da geometria molecular, ou seja, para descobrir a forma com que os átomos estão dispostos espacialmente em uma molécula, é pela teoria da repulsão dos pares eletrônicos, também conhecida como teoria da repulsão dos pares de elétrons da camada de valência (RPECV).
	Esse modelo considera as ligações covalentes que o átomo central realiza com os demais átomos como uma nuvem eletrônica. Cada par de elétrons disponível, ou seja, os elétrons do átomo central que não estão envolvidos em nenhuma ligação, também forma uma nuvem eletrônica. As nuvens eletrônicas repelem-se, pois são formadas de elétrons que possuem carga negativa (cargas iguais repelem-se). Desse modo, os átomos afastam-se e é definida a geometria da molécula.
	Uma analogia bastante simples para visualizar a repulsão entre as nuvens eletrônicas é considerar cada nuvem como se fosse um balão:
	
	Os pares eletrônicos da camada de valência de um átomo tendem a se orientar de maneira que sua energia total seja mínima. Isto significa que eles ficam tão próximos quanto possível do núcleo e ao mesmo tempo ficam o mais afastado possível entre si, a fim de minimizar as repulsões inter eletrônicas.
	Assim, para que você consiga determinar a geometria de uma molécula, basta fazer o seguinte:
	Escreva a fórmula eletrônica de Lewis, na qual são escritos os símbolos dos elementos químicos e os elétrons da camada de valência ao seu redor (como “pontinhos”), e determine qual é o átomo central. Os pares de elétrons compartilhados e disponíveis devem ficar o mais distante possível uns dos outros;
	Verifique quantas nuvens eletrônicas a molécula possui e, com isso, qual é a geometria da molécula.
	Essa determinação não é realizada para moléculas diatômicas, ou seja, aquelas formadas somente por dois átomos (HCl, HBr, H2, O2, CO, etc), porque toda molécula diatômica é linear (ângulo de 180º).
Geometria linear
	A geometria linear também ocorre no caso de moléculas que possuem três átomos. É o caso do CS2. Vamos seguir os passos descritos para determinar a sua geometria:
Primeiro escrevemos a sua fórmula eletrônica de Lewis:
2.	Agora vamos determinar a quantidade de nuvens eletrônicas. Observe o carbono, que é o átomo central. Ele possui duas ligações duplas, então ele apresenta somente duas nuvens eletrônicas, cuja distância máxima possível forma um ângulo de 180ºC. Portanto, sua geometria é linear.
Fórmula eletrônica do CS2
Geometria linear do CS2
	Mas existem casos de moléculas que possuem três átomos cuja geometria não é linear, mas sim angular. Isso acontece em moléculas que possuem um ou dois pares de elétrons desemparelhados. A água é um exemplo de molécula que possui geometria angular porque o átomo central (oxigênio) tem dois pares de elétrons não ligantes, conforme mostrado a seguir:
Geometria angular da água
	As moléculas em que o átomo central apresenta dois pares de elétrons desemparelhados e que possuem a geometria angular ficam com o ângulo de 109'28º.A água é uma exceção em razão, provavelmente, de o raio atômico do oxigênio ser pequeno, o que resulta em uma distância menor entre os hidrogênios.
	A seguir há um exemplo de geometria angular para uma molécula formada por três átomos, o dióxido de enxofre, em que o átomo central (o enxofre) possui somente um par de elétrons desemparelhado. Nesse caso, o ângulo é de 120º.
Geometria angular para molécula com três átomos e um par de elétrons desemparelhado.
	Geometria trigonal plana ou triangular: Ocorre no caso de moléculas formadas por quatro átomos, em que o átomo central não possui elétrons desemparelhados (não ligantes).
Exemplo: BF3 (Trifluoreto de boro):
Geometria trigonal plana ou triangular para molécula com quatro átomos.
Geometria piramidal ou pirâmide trigonal para molécula com quatro átomos e um par de elétrons desemparelhado.
	Geometria piramidal (ou pirâmide trigonal): Ocorre no caso de moléculas formadas por quatro átomos, em que o átomo central possui um par de elétrons desemparelhado:
Exemplo: NH3 (Amônia):
	Geometria tetraédrica: Ocorre no caso de moléculas formadas por cinco átomos, em que um átomo é o central.
Exemplo: CH4 (Metano):
Geometria tetraédrica para molécula de metano.
	Geometria bipirâmide trigonal (ou bipirâmide triangular): Ocorre no caso de moléculas formadas por seis átomos, em que um átomo é o central.
Exemplo: PCl5 (Pentacloreto de fósforo):
Geometria bipirâmide trigonal ou bipirâmide triangular para molécula com seis átomos.
	Geometria octaédrica: Ocorre no caso de moléculas formadas por sete átomos, em que um átomo é o central.
Exemplo: SF6 (hexafluoreto de enxofre):
Geometria octaédrica para molécula com sete átomos.
Exercícios 
	O fosgênio (COCl2) é um gás incolor, tóxico, asfixiante e de cheiro penetrante. Esse gás, utilizado como arma na Primeira Guerra Mundial, era produzido a partir da reação do monóxido de carbono (CO) e do gás cloro (Cl2). Qual é a geometria de cada uma dessas moléculas, respectivamente?
	a) Linear, trigonal plana e tetraédrica.
	b) Angular, linear e linear.
	c) Trigonal plana, angular e linear
	d) Tetraédrica, linear, angular.
	e) Trigonal plana, linear e linear.
Exercícios
	(UFC-CE) Selecione a(s) alternativa(s) onde há exata correspondência entre a molécula e sua forma geométrica. A resposta final é a soma dos números das alternativas selecionadas.
	01. N2 – Linear
	02. CO2 – Linear
	04. H2O – Angular
	08. PCl5 – Plana trigonal
	16. CCl4 – Tetraédrica
	32. BF3 – Pirâmide trigonal
Exercício
	Sabe-se que a atmosfera do nosso planeta é composta por uma mistura gasosa que apresenta, por exemplo, os gases CH4, O3, N2 e SO3. As moléculas desses gases, respectivamente, apresentam quais geometrias moleculares?
	a) Tetraédrica, Trigonal, Linear e Trigonal.
	b) Trigonal, Angular, Angular e Tetraédrica.
	c) Trigonal, Linear, Tetraédrica e Angular.
	d) Tetraédrica, Angular, Linear e Trigonal.
	e) nda.