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Geometria molecular 1 Como se organiza os pares ligantes e não ligantes em uma molécula? Por que os pares da ligação tendem a se afastar o máximo de distância um dos outros e de elétrons isolados? 2 3 • Toda molécula apresenta distribuição espacial de seus átomos de acordo com os pares de elétrons ligantes e não ligantes . • Os pares ligantes (PL) tendem a ficar mais distantes um do outro para diminuir a repulsão dos pares de elétrons ligantes. 4 CO2 ▪Os pares de elétrons isolados ou não ligantes (PNL) no átomo central também influenciam na geometria da molécula. 5 Repulsão de pares eletrônicos: PNL–PNL > PNL–PL > PL–PL ▪ Os principais tipo de geometria apresentada pela molécula são: linear (CO2), trigonal plana (BF3), tetraédrica (CH4), angular (H2O) e piramidal (NH3). 6 Linear Trigonal Planar Tetraédrico Bipiramide Trigonal Octaédrico Átomo central não possui par de elétrons isolados http://zeus.qui.ufmg.br/~qgeral/?p=156 http://zeus.qui.ufmg.br/~qgeral/?p=162 http://zeus.qui.ufmg.br/~qgeral/?p=160 http://zeus.qui.ufmg.br/~qgeral/?p=142 http://zeus.qui.ufmg.br/~qgeral/?p=240 • A geometria linear ocorre em moléculas que possui um átomo central e se encontra ligada a outros dois átomos formando ângulo de 180°. Ex: CO2, BH2 Geometria linear 7 Geometria linear 8 Trigonal plana BH3 Geometria triangular envolve moléculas que possui um átomo central e se encontra ligada a três outros átomos formando ângulo de 120° . 9 10 Tetraédrica • Geometria tetraédrica envolve moléculas que possui um átomo central e se encontra ligada a quatro outros átomos formando ângulo de 109°,5’ . 11 Tetraédrica 12 Geometria Angular Moléculas que possui um átomo central, dois átomos ligantes e um ou dois pares de elétrons isolados formando ângulo de 104°,5’ .. .. 104,5° 13 Geometria piramidal Moléculas que possui um átomo central, três átomos ligantes e um par de elétron isolado formando ângulo de 107°. 14 As cadeias carbônicas irão apresentar geometria de acordo com as ligações do carbono. Na figura é possível observar um carbono tetraédrico e um carbono trigonal planar ( carbono ligado com a dupla oxigênio) 15 • Número de Coordenação Total (NCT): número de átomos ligados + número de pares não ligantes ao redor do átomo central. NCT = 3 + 1 = 4 NCT = 3 + 2 = 5 NCT = PL(pares ligantes) + PNL(pares não ligantes) 16 Carga formal ❖ Considera-se o número de elétrons que o átomo deveria ter na molécula, o que inclui os elétrons compartilhados e os pares de elétrons isolados (não ligantes). 5 -5 = 0 Carga formal do N é 0 7 -7 = 0 Carga formal do Cl é 0 Carga formal = nº de elétrons que circunda o átomo – nº de elétrons da ultima camada DO ÁTOMO. 17 ❑ Qual o número de coordenação total no PCl5 e qual a carga formal do fósforo (P)? ❑ Qual a sua geometria molecular? 18 19 GEOMETRIA OCTAÉDRICA 20 SF6 ❑ Qual o número de coordenação total no SF6 e qual a carga formal do enxofre (S)? Associe a primeira coluna com a segunda: (turma) a) trigonal plana ( ) clorofluorcarbono (CF2Cl2) b) tetraédrica ( ) tricloreto de nitrogênio (NCl3) c) piramidal ( ) formaldeído (CH2O) 21 Ressonância 22 Compostos contendo ligações duplas ou triplas alternadas com ligações simples em um molécula pode apresentar o efeito de ressonância onde os elétrons mudam de posição, porém, o núcleo não sofre alteração. 23 O sonho de Kekulé “...Estava sentado escrevendo meu manual, mas o trabalho não progredia; meus pensamentos estavam dispersos. Virei minha cadeira para a lareira e adormeci. Novamente os átomos saltavam à minha frente. Desta vez os grupos menores permaneciam modestamente no fundo. Meu olho mental, aguçado pelas repetidas visões do gênero, discernia estruturas mais amplas de conformação múltipla; longas fileiras às vezes mais estreitamente encaixadas, todas rodando e torcendo-se em movimentos de cobra. Mas veja só! O que é aquilo? Uma das cobras havia agarrado a própria cauda e a forma rodopiava de modo a debochar ante meus olhos. Como se à luz de um relâmpago, despertei; e desta vez, também passei o resto da noite tentando estender as consequências da hipótese. Aprendamos, senhores, a sonhar e então talvez possamos encontrar a verdade... mas evitemos publicá-los antes de colocar os sonhos à prova do mundo real.” August Kekulé, 11 de março de 1890 24 Anéis aromáticos são compostos orgânicos cíclicos e planares que possuem ligações duplas alternadas, que pelo fenômeno de ressonância formam nuvens de elétrons deslocalizadas. Sua exposição prolongada pode levar ao desenvolvimento de problemas sanguíneos como a leucopenia e ao desenvolvimento de câncer. Solvente usado na indústria para produção de plásticos, borrachas e tintas. https://www.infoescola.com/quimica/compostos-organicos/ https://www.infoescola.com/quimica/ligacao-dupla/ 25 A estrutura do benzeno existe como um hibrido de ressonância. 22 • Uma substância com elétrons deslocalizados é mais estável do que se estivesse com todos os seus elétrons localizados. ❑Escrevemos as estruturas de ressonância e “conectamos” por uma seta dupla A posição dos núcleos dos átomos deve continuar a mesma em todas as estruturas. 27 • Cada estrutura de Lewis individual é chamada de estrutura contribuinte ou forma canônica. • A molécula ou íon real é um híbrido de ressonância das várias estruturas contribuintes. Existem três tipos principais de estruturas que exibem deslocalização: A - Ligações duplas (ou triplas) em conjugação; B -Ligação dupla (ou tripla) em conjugação com um orbital p em um átomo adjacente; C - Hiperconjugação 28 Íon carbonato • A estrutura do íon carbonato existe como um hibrido de ressonância. 29 • Imagens de raios X confirmam que as ligações no íon carbonato têm o mesmo comprimento. 30 Escrever as estruturas de ressonância para a molécula de ozônio. 31
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