Geometria Molecular Polaridade e Forças Intermoleculares

Quí.\nProfessor: Maria Adum\nMonitor: Gabriel Pereira\n\n12 Mg\n\n3 Li\n\n11 Na\n Geometria molecular, polaridade e forças intermoleculares\nRESUMO\nTeoria da repulsão dos pares eletrônicos\nA Teoria da Repulsão dos Pares Eletrônicos de Valência (TRPEV) → Força de repulsão entre os pares eletrônicos ligantes ou não, do átomo central. Eles tendem a manter a maior distância possível entre si, porém, as forças de repulsão eletrônica não são suficientes para que a ligação entre os átomos seja rompida, logo, podemos observar essa distância no ângulo formado entre eles.\nTipos de nuvens eletrônicas:\nUma nuvem eletrônica pode corresponder a:\numa ligação simples:—\numa ligação dupla:—\numa ligação tripla:—\n\nGeometria Molecular\na) Linear\n\nb) Angular\n c) Trigonal plana\n\nd) Piramidal\ne) tetraédrica\nObservação: Toda substância com 2 elementos tem geometria linear, pois não existe átomo central.\n\nPolaridade das ligações\n1. Ligação iônica: Nas ligações iônicas, a transferência de elétrons é definitiva, formação de cátions e ânions. As ligações iônicas são sempre POLARES.\n\n2. Ligação Covalente:\na) Nas ligações formadas por átomos com a mesma eletronegatividade, não há formação de polos pois essa diferença é igual a zero.\nExemplo: Cl2\n(Cl−Cl) → μ4 = 3,0−3,0 → μ4 = 0\nObservação: As ligações formadas por átomos de mesma eletronegatividade são ligações APOLARES.\n\nb) Nas ligações formadas por átomos com diferentes eletronegatividades, há formação de polos pois essa diferença é diferente de zero.\nExemplo: HBr\n(H − Br) → μ4 = 2,8−2,1→ μ4 = 0,7\nObservação: As ligações formadas por átomos de diferentes eletronegatividade são ligações covalentes POLARES. Polaridade das moléculas\nAs moléculas podem ser classificadas em moléculas polares e apolares, dependendo da força de dipolo na molécula.\n• Molécula apolar: μ = 0\n• Molécula polar: μ ≠ 0\nExemplo:\neletro negatividade do oxigênio = 3,5\nCO2: 3,5 - 3,5 = 0 (Apolar)\nH2O\nO oxigênio da água possui dois pares de elétrons não ligantes, logo esses pares empurram as ligações O-H para baixo, para que se atinja o maior ângulo de ligação possível entre as nuvens eletrônicas, formando assim um ângulo entre eles. Devido a formação desse ângulo na ligação os vetores não se anulam como na molécula de CO2. Resultando portanto em uma resultante μ = 0.\nPSIU!!\nSolubilidade\nCompostos polares são solúveis em compostos polares e compostos apolares são solúveis em compostos apolares.\nCompostos polares e NÃO se misturam a compostos apolares, formando assim um sistema heterogêneo.\nForças intermoleculares\n1) Dipolo induzido-dipolo induzido, van der Waals ou dipolo-induzido → Ocorre nas moléculas apolares. (Ex: H2, O2, CO2)\n2) Dipolo permanente-dipolo permanente ou dipolo-dipolo → Ocorre nas moléculas polares. (Ex: HCl, HBr, HI, H2S)\n3) Ligação de Hidrogênio → As ligações de hidrogênio são atrações intermoleculares fortíssimas que ocorrem entre moléculas que apresentam ligações de Hidrogênio com átomos muito eletronegativos como o Flúor, Oxigênio e Nitrogênio. (Ex: HF, NH3, H2O)\nObservação:\nInteração eletrostática\n\"As forças eletrostáticas são resultantes da interação entre dipolos e/ou íons de cargas opostas, cuja magnitude é diretamente dependente da constante dielétrica do meio e da distância entre as cargas. A molécula de água apresenta elevada constante dielétrica, pois apresenta momento de dipolo permanente, e este fato pode reduzir as forças de atração e repulsão entre dois grupos carregados e solvatados.\" íon-dipolo\nA interação íon-dipolo envolve um íon e uma molécula polar, de forma que as cargas que possuem caráter atrativo entre o íon e a molécula polar se aproximem. Portanto, quanto maior a carga do íon e/ou do dipolo, maior a intensidade da ligação.\nPSIU!!\nOs pontos de fusão e de ebulição sofrem influência direta das ligações realizadas pelos compostos de estudo, como mostra a figura abaixo:\n\nEXERCÍCIOS DE AULA\n1. A Via Láctea tem gosto de framboesa: astrônomos alemães descobriram metanoato de etila, substância química que dá framboesa seu sabor característico, em uma nuvem de poeira próximo ao centro da Via Láctea. Mas, se astrônomos fossem até lá, não poderiam deliciar-se com ela, pois a nuvem também é formada por ácido de propila, um veneno letal.\nFonte: Superinteressante, n.266, p.32, jun. 2009.\nObserve as fórmulas das substâncias referidas no texto e os carbonos nelas assinalados.\n\nOs carbonos assinalados com os números 1, 2 e 3 apresentam, respectivamente, geometria molecular do tipo:\na) trigonal plana, tetraédrica e linear.\nb) linear, trigonal plana e tetraédrica.\nc) linear, tetraédrica e linear.\nd) trigonal plana, trigonal plana e tetraédrica.\ne) tetraédrica, linear e trigonal plana.\n\n2. Um elemento X (Z = 1) combina com Y (Z = 7). O composto formado tem, respectivamente, fórmula molecular e forma geométrica:\na) XY3: trigonal\nb) XY2: angular\nc) XY3: piramidal\nd) XY: linear\ne) YX: tetraédrica 3. De acordo com a Teoria da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência, os pares de elétrons em torno de um átomo central se repelem e se orientam para o maior afastamento angular possível. Considere que os pares de elétrons em torno do átomo central podem ser uma ligação covalente (simples, dupla ou tripla) ou simplesmente um par de elétrons livres (sem ligação). Com base nessa teoria, é correto afirmar que a geometria molecular do dióxido de carbono é:\na) trigonal plana.\nb) piramidal.\nc) angular.\nd) linear.\ne) tetraédrica.\n\n4. Considere a espécie química molecular hipotética XY2 cujos elementos X e Y possuem eletronegatividades 2,8 e 3,6, respectivamente. Experimentos de suscetibilidade magnética indicaram que a espécie XY2 é apolar. Com base nessas informações, é correto afirmar que a estrutura e as ligações químicas da molécula XY2 são, respectivamente:\na) piramidal e covalentes polares.\nb) linear e covalentes polares.\nc) bipiramidal e covalentes polares.\nd) angular e covalentes polares.\ne) triangular e covalentes apolares.\n\n5. O nitrogênio forma vários óxidos binários apresentando diferentes números de oxidação: NO (gás tóxico), N2O (gás anestésico - hilariante), NO2 (gás avermelhado, irritante), N2O3 (sólido azul) etc. Esses óxidos são instáveis e se decompõem para formar os gases nitrogênio (N2) e oxigênio (O2). O óxido binário (NO2) é um dos principais poluentes ambientais, reagindo com o ozônio atmosférico (O3) – gás azul, instável - responsável pela filtragem da radiação ultravioleta emitida pelo Sol. Analisando a estrutura do óxido binário NO2, pode-se afirmar que a geometria molecular é a última camada eletrônica do átomo central são, respectivamente:\na) angular e completa.\nb) linear e incompleta.\nc) angular e incompleta.\nd) linear e completa.\ne) trigonal e incompleta.\n\nEXERCÍCIOS DE CASA\n1. 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?\na) Linear, trigonal plana e tetraédrica.\nb) Angular, linear e linear.\nc) Tetraédrica, linear, angular.\nd) Trigonal plana, linear e linear.\ne) Trigonal plana, linear e linear. Os veículos automóveis que usam combustíveis fósseis são um dos principais responsáveis pela má qualidade do ar das grandes cidades e também contribuem para o aquecimento global. Além do gás carbônico (CO₂) produzido na combustão, são formados os óxidos nitrosos, que participam de reações secundárias com o ar, formando ozônio (O₃), o qual causa irritação no sistema respiratório, podendo levar a sérios problemas de redução da capacidade pulmonar. A forma geométrica da molécula de gás carbônico e a polaridade da molécula de ozônio são, respectivamente:\na) angular e polar.\nb) angular e apolar.\nc) linear e apolar.\nd) linear e polar.\ne) trigonal planar e apolar. Considerando que a forma geométrica da molécula influi na sua polaridade, indique a alternativa que contém apenas moléculas apolares:\na) BCl₃ e CCl₄\nb) BeH₂ e NH₃\nc) H₂O e H₂\n d) HBr e CO₂\ne) H₂S e SiH₄ Sabendo que o carbono tem 4 elétrons na sua camada de valência e o cloro 7, desenhe a fórmula estrutural plana do composto CH₃Cl, diga qual nome da sua geometria e sua polaridade.