Geometria Molecular e Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons

Química I Módulo 5 Estrutura Molecular Prof Jean Carlo G Louzada 1 Introdução Forma das Moléculas Resultam dos diferentes arranjos dos átomos ou seja das maneiras como os átomos se arranjam uns com os outros Geometria das Moléculas Há cinco geometria básicas relacionadas às moléculas linear triangular tetraédrica bipiramidal trigonal e octaédrica 2 Geometrias das Moléculas 21 Linear Nesta geometria o ângulo formado entre duas ligações envolvendo o átomo central é de 180º 22 Triangular O átomo central está ligado a três outros átomos de modo que todos os quatro átomos encontramse localizados no mesmo plano O ângulo de ligação entre eles é de 120o 180o 120o 2 Geometrias das Moléculas 23 Tetraédrica Nesta geometria o átomo central se localiza no centro de um tetraedro e nos vértices estão posicionados os quatro outros átomos Todos os ângulos tem o valor de 1905o 1905o 2 Geometrias das Moléculas 24 Bipiramidal Trigonal Nesta geometria duas pirâmides triangulares apresentam uma base em comum O átomo central situase no centro da base comum às duas pirâmides e os cinco outros átomos estão posicionados nos vértices 90o 120o 2 Geometrias das Moléculas 25 Octaédrica Um octaedro pode ser formado a partir de duas pirâmides de base quadrada unidas por essa mesma base Deste modo o átomo central situase no centro da base comum às duas pirâmides e os seis átomos restantes estão situados nos vértices O ângulo entre quaisquer ligações adjacentes é de 90o 2 Geometrias das Moléculas Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência RPECV O arranjo dos átomos em torno do átomo central é determinado pela repulsão entre os pares de elétrons na camada de valência do átomo central Deste modo o arranjo geométrico precisa assegurar que os pares de elétrons apresentem o máximo afastamento possível ocasionando uma repulsão mínima entre eles 2 Geometrias das Moléculas Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência RPECV Quais geometrias proporcionam o máximo afastamento dos pares de elétrons a Dois pares Geometria Linear b Três pares Geometria Triangular 2 Geometrias das Moléculas Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência RPECV c Quatro pares Tetraédrica d Cinco pares Bipiramidal Trigonal 2 Geometrias das Moléculas Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência RPECV e Seis pares Octaédrica 2 Geometrias das Moléculas Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência RPECV Além das geometrias já apresentadas há outras Exemplo 1 BCl3 Estrutura de Lewis Pares de elétrons em torno do átomo central 3 Pares de elétrons do átomo central não compartilhados 0 Geometria da molécula Triangular Cl B Cl Cl 2 Geometrias das Moléculas Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência RPECV Exemplo 2 SO2 Estrutura de Lewis Pares de elétrons em torno do átomo central 3 Pares de elétrons do átomo central não compartilhados 1 Geometria da molécula Angular S O O 2 Geometrias das Moléculas Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência RPECV Exemplo 3 CH4 Estrutura de Lewis Pares de elétrons em torno do átomo central 4 Pares de elétrons do átomo central não compartilhados 0 Geometria da molécula Tetraédrica H C H H H 2 Geometrias das Moléculas Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência RPECV Exemplo 4 NH3 Estrutura de Lewis Pares de elétrons em torno do átomo central 4 Pares de elétrons do átomo central não compartilhados 1 Geometria da molécula Piramidal H H N H 2 Geometrias das Moléculas Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência RPECV Exemplo 5 H2O Estrutura de Lewis Pares de elétrons em torno do átomo central 4 Pares de elétrons do átomo central não compartilhados 2 Geometria da molécula Angular H O H 2 Geometrias das Moléculas Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência RPECV Exemplo 6 PCl5 Estrutura de Lewis Pares de elétrons em torno do átomo central 5 Pares de elétrons do átomo central não compartilhados 0 Geometria da molécula Bipiramidal Trigonal P Cl Cl Cl Cl Cl 2 Geometrias das Moléculas Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência RPECV Exemplo 7 TeCl4 Estrutura de Lewis Pares de elétrons em torno do átomo central 5 Pares de elétrons do átomo central não compartilhados 1 Geometria da molécula Tetraédrica Distorcida Cl Te Cl Cl Cl 2 Geometrias das Moléculas Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência RPECV Exemplo 8 ClF3 Estrutura de Lewis Pares de elétrons em torno do átomo central 5 Pares de elétrons do átomo central não compartilhados 2 Geometria da molécula Forma de T F Cl F F 2 Geometrias das Moléculas Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência RPECV Exemplo 9 l3 Estrutura de Lewis Pares de elétrons em torno do átomo central 5 Pares de elétrons do átomo central não compartilhados 3 Geometria da molécula Linear I I I 2 Geometrias das Moléculas Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência RPECV Exemplo 10 SF6 Estrutura de Lewis Pares de elétrons em torno do átomo central 6 S F F F F F F Pares de elétrons do átomo central não compartilhados 0 Geometria da molécula Octaédrica 2 Geometrias das Moléculas Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência RPECV Exemplo 11 IF5 Estrutura de Lewis Pares de elétrons em torno do átomo central 6 Pares de elétrons do átomo central não compartilhados 1 Geometria da molécula Pirâmide de Base Quadrada I F F F F F 2 Geometrias das Moléculas Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência RPECV Exemplo 12 lCl4 Estrutura de Lewis Pares de elétrons em torno do átomo central 6 Pares de elétrons do átomo central não compartilhados 2 Geometria da molécula Quadrado Planar 3 Exercícios Exercício 31 Para o íon SO4 2 determine a As distribuições eletrônicas dos elementos oxigênio Z 8 e enxofre Z 16 b O tipo de ligação química que ocorre entre os átomos de oxigênio e enxofre c A estrutura de Lewis d A geometria da molécula 3 Exercícios Solução do Exercício 31 a Distribuições eletrônicas O Z 8 1s22s2 2p4 6 elétrons na última camada S Z 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 6 elétrons na última camada b Os elementos O e S possuem 6 elétrons na última camada e portanto precisam completar o octeto compartilhando pares de elétrons Portanto ligações covalentes serão estabelecidas entre os átomos 3 Exercícios Solução do Exercício 31 c Estrutura de Lewis Elétrons de valência 1 átomo de enxofre 1x6 6 elétrons 4 átomos de oxigênio 4x6 24 elétrons carga negativa do ânion 2 elétrons Total de elétrons 32 O S O O O 2 O S O O O 2 3 Exercícios Solução do Exercício 31 d Geometria da molécula do íon SO4 2 O S O O O 2 O O O O S Geometria Tetraédrica Referências Brady JE Humiston GE Química Geral Volume 1 2ª Edição Editora LTC Russell JB Química Geral Volume 1 2ª Edição Editora Pearson