Aula-5-Geometria-molecular

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18/04/2019
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Prof. Dr. Rogério A. Gariani
6. Formas das moléculas
 As estruturas de Lewis mostram como os átomos estão unidos nas moléculas e nos
íons poliatômicos. Entretando, elas não mostram a geometria tridimensional
Repulsão dos pares de elétrons no nível de valência (RPENV)
RPENV baseia-se na ideia de que pares de elétrons isolados e de ligação no nível de
valência de um elemento repelem-se mutuamente e buscam ficar o mais longe possível
uns dos outros.
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6. Formas das moléculas
 Átomos centrais rodeados por pares ligados apenas por ligações simples
Exemplo: SiCl4 , ClF2
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6. Formas das moléculas
 Átomos centrais com pares de ligação simples e pares isolados
• A teoria RPENV  não fornece o ângulo exato das ligações, mas prevê a geometria aproximada.
• Força de repulsão segue a seguinte ordem:
( Par isolado - Par isolado > Par isolado – par de ligação > par de ligação - par de ligação)
Pode-se observar isso no próximo slide: 4
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6. Formas das moléculas
 Átomos centrais com pares de ligação simples e pares isolados
Pode-se observar isso abaixo:
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6. Formas das moléculas
 Átomos centrais com pares de ligação simples e pares isolados
Exercício:
• Dê a geometria dos pares de elétrons e a forma da molécula para BF3 e BF4-. Qual é o
efeito na geometria molecular adicionando-se um íon F- ao BF3, para produzir o BF4-.
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6. Formas das moléculas
 Átomos centrais com mais de quatro pares de elétrons de valência.
• E se tiver par de elétrons não ligantes, qual posição ocupará, axial ou equatorial
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6. Formas das moléculas
 Átomos centrais com mais de quatro pares de elétrons de valência.
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Geometria Molecular e Teorias de Ligação Química
Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons Livres (VSEPR)
 Exemplos: AB2, AB3, AB4, AB5 e AB6.
Linear Angular Trigonal
Plana
Trigonal
Piramidal
Forma T Tetraédrica
Gangorra Quadrado
Planar
Bipirâmide
trigonal
Pirâmide
quadrada
Octaédrica Bipirâmide
pentagonal
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Geometria Molecular e Teorias de Ligação Química
Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons Livres (VSEPR)
 Como determinar a geometria molecular utilizando a VSEPR?
Regra 1: Regiões de alta densidade de elétrons (ligações químicas ou pares de
elétrons livres no átomo central) repelem-se mutuamente, e de forma a minimizar as
repulsões eletrônicas, estas regiões movem-se o mais distante possível, mantendo a
mesma distância com relação ao átomo central.
CH4
PCl5 SF6
BCl2
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Geometria Molecular e Teorias de Ligação Química
Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons Livres (VSEPR)
Exemplos: BF3, PCl5 e CO2.
BF3: redução das repulsões eletrônicas com a
molécula assumindo ângulos de 120º entre as
ligações FBF.
PCl5: devemos considerar o mínimo de
repulsões. Como fazer isso? Na forma
bipirâmide trigonal temos 3 ângulos ClPCl de
120º e 6 ângulos ClPCl de 90º. Na outra forma
possível pirâmide quadrada, teremos todos os
ângulos de ligação de 90º.
CO2: premissa é mantida para ligações π.
Estrutura de menor energia mais os átomos
mais afastados possível no espaço.
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Geometria Molecular e Teorias de Ligação Química
Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons Livres (VSEPR)
 Como determinar a geometria molecular utilizando a VSEPR?
Regra 2: não existe distinção entre ligações simples ou múltiplas. Uma ligação
múltipla é considerada como uma única região com alta concentração de elétrons.
 Exemplos: CO2, C2H4 e CO32-.
Dióxido de carbono, CO2
Íon carbonato, CO32-
Íon carbonato, CO32-
Eteno, C2H4
Eteno, C2H4 12
Geometria Molecular e Teorias de Ligação Química
Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons Livres (VSEPR)
 Como determinar a geometria molecular utilizando a VSEPR?
Regra 3: pares de elétrons livres exercem grande influência na geometria
molecular. Como os elétrons livres não estão atraídos por dois núcleos atômicos,
podem ocupar maior volume espacial, gerando uma grande repulsão eletrônica com
elétrons de ligações σ ou π.
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Geometria Molecular e Teorias de Ligação Química
Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons Livres (VSEPR)
 Exemplos: SO32-, NH3.
Íon sulfito, SO32-
Íon sulfito, SO32- Amônia
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Geometria Molecular e Teorias de Ligação Química
Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons Livres (VSEPR)
 Como determinar a geometria molecular utilizando a VSEPR?
Regra 4: ordem de repulsão eletrônica é a seguinte:
Ordem crescente de repulsão
elétrons ligantes-elétrons ligantes < elétrons ligantes-elétrons não ligantes < elétrons não ligantes-elétrons não ligantes
A situação de menor energia contém os pares de elétrons mais distantes possível
espacialmente, de forma a minimizar repulsões eletrônicas
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Geometria Molecular e Teorias de Ligação Química
Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons Livres (VSEPR)
 Exemplo:
CH4, NH3 e H2O
Qual a geometria e qual a ordem de crescente do valor do ângulo de ligação H-X-H?
104.5O107O
N
HHH
C
H
HHH
109.5O
O
HH
Como os elétrons livres ocupam um maior
volume espacial, eles comprimem para
posições mais próximas as ligações HOH,
reduzindo o ângulo de ligação.
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Geometria Molecular e Teorias de Ligação Química
Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons Livres (VSEPR)
 A regra 4 nos permite prever a posição ao qual pares de elétrons livres serão
encontrados em moléculas com o octeto expandido.
Se o átomo central possui dois átomos ligados e
três pares de elétrons livres, a geometria linear é
preferencial, uma vez que os pares de elétrons
alcançam ângulos de 120º um ao outro, reduzindo
as repulsões eletrônicas.
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Geometria Molecular e Teorias de Ligação Química
Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons Livres (VSEPR)
 A regra 4 nos permite prever a posição ao qual pares de elétrons livres serão
encontrados em moléculas com o octeto expandido.
Se o átomo central possui três átomos ligados e dois
pares de elétrons livres, a geometria T é preferencial,
uma vez que os pares de elétrons alcançam uma ângulo
de 120º, reduzindo as repulsões eletrônicas.
Se o átomo central possui quatro átomos ligados e um
par de elétrons livres, a geometria gangorra é
favorável, uma vez que o par de elétrons livre alcança
ângulos de 90º somente com dois ligantes, reduzindo as
repulsões eletrônicas.
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Geometria Molecular e Teorias de Ligação Química
Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons Livres (VSEPR)
 A regra 4 nos permite prever a posição ao qual pares de elétrons livres serão
encontrados em moléculas com o octeto expandido.
Se o átomo central possui quatro átomos
ligados e dois pares de elétrons livres, a
geometria quadrado planar é preferencial,
uma vez que os pares de elétrons alcançam
uma ângulo de 180º, reduzindo as repulsões
eletrônicas.
Se o átomo central possui quatro átomos ligados e um
par de elétrons livres, a geometria pirâmide quadrada é
é favorável, uma vez que em qualquer situação o par de
elétrons irá estar em ângulos de 90º com 4 átomos.
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Geometria Molecular e Teorias de Ligação Química
Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons Livres (VSEPR)
 Para minimizar a repulsão e--e- , os pares solitários são sempre colocados em posições
equatoriais.
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Geometria Molecular e Teorias de Ligação Química
Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons Livres (VSEPR)
 Método simples para determinar o arranjo molecular:
1) Desenhe a estrutura de Lewis;
2) Conte o número total de pares de elétrons ao redor do átomo central;
3) Ordene os pares de elétrons em uma das geometrias anteriores para
minimizar a repulsão e--e- e conte as ligações múltiplas como uma ligação simples.
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Geometria Molecular e Teorias de Ligação Química
Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons Livres (VSEPR)
 Método simples para determinar o arranjo molecular:
4) Determinamos o arranjo molecular observando os pares de elétrons livres;5) Daremos o nome para a geometria molecular considerando a posição dos
átomos;
6) As posições dos elétrons livres são ignoradas no momento de nomear a
geometria molecular;
7) Como os elétrons em uma ligação são atraídos por dois núcleos, eles não se
repelem tanto quanto os pares solitários. Consequentemente, os ângulos de
ligação diminuem quando o número de pares de elétrons não-ligantes aumenta.
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Geometria Molecular e Teorias de Ligação Química
Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons Livres (VSEPR)
 Do mesmo modo, o maior número de elétrons em uma ligação múltipla intensifica as
repulsões eletrônicas.
C O
Cl
Cl
111.4o
124.3o
Maior repulsão,
maior ângulo
Menor repulsão,
menor ângulo
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Use a teoria VSEPR para prever a geometria molecular de cada uma das seguintes
moléculas.
a) PF5
b) SF4
c) ClF3
d) XeF2
e) SF6
f) BrF5
g) XeF4
Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons Livres (VSEPR)
 Exercício:
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