Geometria Molecular e VSEPR

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Geometria Molecular 
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Modelo de Repulsão dos Pares de Elétrons no Nível 
de Valência (VSEPR). 
Geometria Molecular 
Prever a geometria da molécula a partir das 
repulsões eletrostáticas entre os pares de 
elétrons (ligantes e não ligantes). 
3 
Exemplo: 
Existem formas 
simples para as 
moléculas do tipo 
AB2 e AB3. 
4 
Há cinco arranjos fundamentais para a forma 
molecular: 
5 
 
•  Ao definirmos o arrranjo ao redor do átomo central, 
consideramos todos os elétrons (pares isolados e pares 
ligantes). 
•  Os elétrons assumem um arranjo no espaço para minimizar 
a repulsão e�- e�. 
•  Quando damos nome à geometria molecular, focalizamos 
somente a posição dos átomos. 
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Teoria de repulsão dos pares de elétrons da 
camada de valência (VSEPR). 
1.  A estrutura é determinada pelas repulsões entre os pares de elétrons 
de valência. 
 
2.  Par isolado de elétrons (ENL) ocupa mais espaço que um par de 
elétrons ligantes (EL). Repulsão entre pares ENL – ENL é maior que 
a repulsão entre pares ENL – EL é maior que a repulsão entre pares 
EL - EL. 
 
3.  A magnitude das repulsões entre pares de elétrons ligantes depende 
da diferença de eletronegatividade. 
 
4.  Repulsão ligações triplas > ligações duplas > ligações simples. 
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 O efeito dos elétrons não-ligantes nos ângulos de ligação 
Os pares de ENL são mais volumosos do que os pares de EL. 
O efeito dos elétrons não-ligantes nos ângulos de ligação 
Repulsão entre 
pares de EL-EL 
Repulsão entre 
pares ENL-ENL 
Repulsão entre 
pares de ENL-EL > > 
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 O efeito dos elétrons não-ligantes e ligações 
múltiplas nos ângulos de ligação 
 
•  Da mesma forma, os elétrons nas ligações múltiplas se 
repelem mais do que os elétrons nas ligações simples. 
C O
Cl
Cl
111.4o
124.3o
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Modelo de Repulsão dos Pares de Elétrons na 
Camada de Valência (VSEPR). 
 
A geometria molecular descreve o arranjo espacial do átomo 
central e dos átomos ligados diretamente a ele. 
Número de Coordenação Total (NCT) = número de pares 
de elétrons ligantes (EL) + número de pares de elétrons 
não ligantes (ENL) ao redor do átomo central 
Ex.: H2O 
 
NCT = EL + ENL 
NCT = 2 + 2 = 4 
Descreve a 
distribuição de elétrons 
Descreve a 
distribuição de átomos 
Regras para determinar a geometria de moléculas e íons 
•  Desenhe a estrutura de Lewis; 
•  Determine o NCT; 
•  Ordene os pares de elétrons em uma das geometrias onde a 
repulsão entre os pares eletrônicos seja a menor possível; 
•  Use a distribuição dos átomos ligados para determinar a 
geometria; 
•  Cada ligação dupla ou tripla é contada como uma única 
ligação. 
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AB2 2 0 linear linear 
Classe 
Átomos 
ligados ao 
átomo central 
Pares de e- 
livres no 
átomo central 
Arranjo dos 
pares de e- 
Geometria 
molecular 
VSEPR 
Cl Cl Be 
2 átomos ligados ao átomo central 
Nenhum par de e- livres no átomo central 
BeCl2 
Cloreto de berílio 
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Classe 
Átomos 
ligados ao 
átomo central 
Pares de e- 
livres no 
átomo central 
Arranjo dos 
pares de e- 
Geometria 
molecular 
VSEPR 
AB3 3 0 
trigonal 
planar 
trigonal 
planar 
Trifluoreto de boro (BF3) 
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VSEPR 
AB4 4 0 tetraédrica tetraédrica 
Classe 
Átomos 
ligados ao 
átomo central 
Pares de e- 
livres no 
átomo central 
Arranjo dos 
pares de e- 
Geometria 
molecular 
Metano (CH4) 
15 
VSEPR 
AB5 5 0 
Bipirâmide 
trigonal 
Bipirâmide 
trigonal 
Classe 
Átomos 
ligados ao 
átomo central 
Pares de e- 
livres no 
átomo central 
Arranjo dos 
pares de e- 
Geometria 
molecular 
Pentacloreto de fósforo (PCl5) 
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VSEPR 
AB6 6 0 octaédrica octaédrica 
Classe 
Átomos 
ligados ao 
átomo central 
Pares de e- 
livres no 
átomo central 
Arranjo dos 
pares de e- 
Geometria 
molecular 
Hexafluoreto de enxofre (SF6) 
17 
AB2 2 0 linear linear 
VSEPR 
AB3 3 0 
trigonal 
planar 
trigonal 
planar 
AB4 4 0 tetraédrica tetraédrica 
AB5 5 0 
Bipirâmide 
trigonal 
Bipirâmide 
trigonal 
AB6 6 0 octaédrica octaédrica 
Classe 
Átomos 
ligados ao 
átomo central 
Pares de e- 
livres no 
átomo central 
Arranjo dos 
pares de e- 
Geometria 
molecular 
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NCT 
 
EL 
 
ENL 
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4 
19 
 
NCT 
 
EL 
 
ENL 
20 
 
NCT 
 
EL 
 
ENL 
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 Moléculas com níveis de valência 
expandidos 
 
•  Para minimizar a repulsão e�� e� , os pares solitários são 
sempre colocados em posições equatoriais. 
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Exercício: 
Use o VSEPR para prever a geometria das seguintes 
moléculas e íons: 
(a) AsH3 
(b) OF2 
(c)  
(d)  C2H4 
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Formas espaciais de moléculas maiores 
 
•  No ácido acético, CH3COOH, existem três átomos centrais. 
•  Atribuímos a geometria ao redor de cada átomo central 
separadamente. 
 
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Momento Dipolar (µ) 
H F 
região pobre 
em elétron 
δ+" δ�"
µ = Q x r 
Q é a carga 
r é a distância entre as cargas 
1 D = 3,36 x 10-30 C m 
região rica em 
elétron 
Geometria Molecular e Polaridade 
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•  Quando existe uma diferença de eletronegatividade entre 
dois átomos, a ligação entre eles é polar. 
•  É possível que uma molécula que contenha ligações polares 
não seja polar. 
•  Por exemplo, os dipolos de ligação no CO2 cancelam-se 
porque o CO2 é linear. 
Geometria Molecular e Polaridade 
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Comportamento de moléculas polares 
Campo desligado Campo ligado 
27 
O dipolo molecular é uma grandeza vetorial, desta 
forma, depende da orientação e sentido. 
 
O dipolo molecular total é dado como uma soma dos 
dipolos individuais das ligações: 
Desta forma, o dipolo molecular total irá depender da 
magnitude e orientação dos dipolos individuais das ligações e 
portanto, DEPENDE DA GEOMETRIA MOLECULAR!! 
MOLÉCULAS POLARES
O dipolo molecular é uma grandeza vetorial, desta
forma, depende da orientação e sentido. O dipolo
molecular total é dado como uma soma dos dipolos
individuais das ligações:
Desta forma, o dipolo molecular total irá depender da
magnitude e orientação dos dipolos individuais das ligações
e portanto, DEPENDE DA GEOMETRIA MOLECULAR !!
Se 
apolar 
polar 
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A soma dos dipolos individuais das ligações é igual a zero (a 
soma dos vetores é nula) 
 
Repare que apesar das moléculas acima possuírem ligações 
polares são apolares. 
Moléculas apolares 
29 
 
•  Na água, a molécula não é linear e os dipolos de ligação 
não se cancelam. 
•  Consequentemente, a água é uma molécula polar. 
30 
Momento de dipolo resultante em NH3 e NF3. 
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A polaridade de uma molécula depende de sua geometria 
molecular. 
31 32 
Molécula AB 
HF 
HCl 
HBr 
HI 
H2 
CO 
Molécula AB2 
H2O 
H2S 
SO2 
CO2 
Molécula AB3 
NH3 
BF3 
Molécula AB4 
CH4 
CH3Cl 
CH2Cl2 
CHCl3 
CCl4 
µ"
1,78 
1,07 
0,79 
0,38 
0 
0,11 
µ"
1,85 
0,95 
1,60 
0 
µ"
1,47 
0 
µ"
0 
1,92 
1,60 
1,04 
0 
Geometria 
linear 
linear 
linear 
linear 
linear 
linear 
Geometria 
angular 
angular 
angular 
linear 
Geometria 
piramidal trigonal 
trigonal plana 
Geometria 
tetraédrica 
tetraédrica 
tetraédrica 
tetraédrica 
tetraédrica 
Momento dipolar de algumas moléculas 
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Podemos ter em uma mesma molécula regiões polares e 
regiões apolares: anfipáticas 
Região apolar 
(hidrofóbica) 
Região polar 
(hidrofílica) 34 
Quando os surfactantes são colocados em água, a parte 
hidrofílica se “expõe” ao solvente, formando uma micela: 
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MOLÉCULAS POLARES
MICELA BICAMADA DE LIPÍDIOS
LIPOSSOMO
Encontramos vários destes exemplos em sistemas biológicos
MICELA BICAMADA 
LIPÍDICA 
LIPOSSOMA 
Encontramos vários destes exemplos em diferentes sistemas