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1 Prof. José Carlos Brasil Junior - Química GEOMETRIA MOLECULAR E POLARIDADE GEOMETRIA MOLECULAR: Várias propriedades físicas e químicas de uma substância podem ser explicadas pela geometria de sua molécula, ou seja, pela disposição espacial de seus átomos. Pares de elétrons ao redor de um átomo central, ligantes ou não ligantes, se comportam como nuvens eletrônicas que se repelem entre si, ficando orientadas no espaço com a maior distância angular possível. 1o caso: moléculas formadas por dois átomos (AB) são sempre lineares (distância angular = 180o). Ex.: O2 molécula apolar (R = 0); HCl molécula polar (R 0) 2 o caso: moléculas formadas por três átomos (AB2 ou ABC) podem ser de geometria linear ou angular. A molécula é angular quando o átomo central possui pares de elétrons não ligantes. A molécula é linear quando o átomo central não possui pares de elétrons não ligantes (nesta geometria o ângulo é de 180 o). Quando uma molécula de geometria linear possui extremidades semelhantes (mesmos átomos ou átomos com mesma eletronegatividade), ela é considerada apolar. Ex.: CO2 ; o carbono não possui par de elétrons não ligantes, por isso a geometria é linear. O = C = O Quando uma molécula de geometria linear possui em suas extremidades átomos com diferentes eletronegatividade, ela é considerada polar. H - C N Moléculas com a geometria angular são todas polares. A distância angular na maioria dos compostos é aproximadamente 90o. Ex.: H2O (geometria angular, distância angular = 104,5o). No caso da água (H2O), devido ao fato do oxigênio possuir um pequeno raio atômico, ocorre uma repulsão eletrônica entre os pares de elétrons não ligantes e os átomos de hidrogênio, o que aumenta a distância angular. http://www.quimicadobrasil.hpg.com.br/ 2 Prof. José Carlos Brasil Junior - Química 3 o caso: moléculas formadas por quatro átomos (AB3) apresentam geometria trigonal plana ou piramidal. A molécula será piramidal quando o átomo central possuir pares de elétrons não ligantes. Quando uma molécula de geometria trigonal plana possui extremidades semelhantes (mesmos átomos ou átomos com mesma eletronegatividade), ela é considerada apolar. A distância angular neste caso é de 120 o. Ex.: BCl3 ; o boro não possui par de elétrons não ligantes por isso a geometria é trigonal plana. Quando uma molécula de geometria trigonal plana possui ligantes diferentes (com diferentes eletronegatividades), ela é considerada polar. Moléculas com a geometria piramidal são todas polares. Ex.: NH3 (piramidal) 4o caso: moléculas formadas por cinco átomos (AB4) apresentam geometria tetraédrica. Quando os quatro átomos ligados ao átomo central são do mesmo elemento a molécula é simétrica e, portanto, é apolar (R = 0). Ex.:CCl4 (geometria tetraédrica, dist. ang.=109o28’) Observação: Quando os quatro átomos ligados ao átomo central não são do mesmo elemento (átomos com diferentes eletronegatividades), a molécula é assimétrica e, portanto, será polar (R 0). Ex.: CHCl3 5o caso: moléculas formadas por seis átomos (AB5) apresentam geometria Bipirâmide trigonal (ou Hexaédrica). 6o caso: moléculas formadas por sete átomos (AB6) apresentam geometria Octaédrica. 3 Prof. José Carlos Brasil Junior - Química POLARIDADE DAS LIGAÇÕES COVALENTES: Em função da En entre os átomos que participam em uma ligação covalente, ela pode ser classificada em polar ou apolar. Ligação covalente polar Acontece quando a ligação é realizada entre átomos de eletronegatividades diferentes (En0). O átomo mais eletronegativo adquire uma carga aparente negativa (-) e o outro adquire uma carga aparente positiva (+). Ex.: HCl Ligação covalente apolar Acontece quando a ligação é realizada entre átomos de eletronegatividades iguais (E n = 0). Não ocorre o aparecimento de cargas. Ex.: H2 POLARIDADE DAS MOLÉCULAS: As moléculas também podem ser classificadas quanto à polaridade em polares ou apolares. Toda ligação covalente polar está associada a um vetor momento dipolar ( ), de intensidade proporcional à En. A direção é dada pela ligação e o sentido é do átomo de menor para o de maior eletronegatividade. Teoricamente, a polaridade de uma molécula é determinada pelo vetor momento dipolar resultante ( R ), que é a soma dos vetores de cada ligação polar da molécula. R = 0 molécula apolar R 0 molécula polar Observações: - Molécula linear pode ser polar (HCN) ou apolar (BeH2); - Molécula angular é polar (H2O); - Molécula trigonal plana pode ser polar (BCl2F) ou apolar (BCl3); - Molécula tetraédrica pode ser polar (CHCl3) ou apolar (CH4); POLARIDADE E SOLUBILIDADE "O semelhante dissolve o semelhante”. - Substância polar dissolve substância polar e não dissolve ou dissolve pouca quantidade de substância apolar. - Substância apolar dissolve substância apolar e não dissolve ou dissolve pouca quantidade de substância polar.
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