Ligações químicas - Geometria molecular (2)

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Geometria molecular
Profa. Tatiany Fortini
FORMAS ESPACIAIS MOLECULARES
As estruturas de Lewis fornecem o número e os tipos de ligações entre os
átomos.
No entanto, estas estruturas não indicam as FORMAS ESPACIAIS das
moléculas.
A FORMA ESPACIAL de uma molécula é determinada por seus ângulos de
ligação.
Para prevermos a forma molecular, supomos que os elétrons de valência se
repelem e, consequentemente, a molécula assume QUALQUER
GEOMETRIA 3D que minimize essa repulsão.
Denominamos este processo de teoria de Repulsão do Par de Elétrons no
Nível de Valência - RPENV.
Comecemos pelo tipo mais simples de molécula – AB2
TEORIA RPENV
A = Um átomo central.
B= dois átomos adjacentes.
Moléculas do tipo – AB3
Por que esta diferença na 
GEOMETRIA MOLECULAR
MOLECULAS TIPO ABn
5 GEOMETRIAS BASICAS nas quais as moléculas do tipo ABn são baseadas! 
Ao considerarmos a DISTRIBUIÇÃO DE TODOS OS ELETRÓNS AO
REDOR DO ÁTOMO CENTRAL, estamos nos referindo ao ARRANJO
ESPACIAL.
Para determinarmos a GEOMETRIA MOLECULAR, focalizamos somente
na posição dos átomos.
Para determinar as formas espaciais das moléculas siga
os seguintes passos:
Desenhe a ESTRUTURA DE LEWIS da molécula ou íon.
Conte o número total de DOMÍNIOS DE ELÉTRONS ao redor do
átomo central.
Determine o ARRANJO organizando os domínios de e- de forma a
obter a menor repulsão elétron-elétron possível.
Use a DISTRIBUIÇÃO DOS ÁTOMOS LIGADOS para determinar
a geometria molecular.
É possível então prever a 
GEOMETRIA MOLECULAR 
CONTA-SE COMO UM 
DOMÍNIO
Cada par de e- não-
ligante
Cada ligação simples
Cada ligação dupla
Cada ligação tripla 
Moléculas ou íons com 
2, 3 ou 4 domínios de 
elétrons
Moléculas ou íons com 
5 domínios de elétrons
Moléculas ou íons com 
6 domínios de elétrons
EXEMPLOS
Exemplo 1 
Determine a geometria molecular para o NH3
Exemplo 2 
Determine a geometria molecular para o BF3
Exemplo 3 
Determine a geometria molecular para o SF4
Exemplo 4 
Determine a geometria molecular para o ClF3
ELETRONS NÃO-LIGANTES E ANGULO 
DE LIGAÇÃO
Observe que, o ângulo de ligação H-X-H diminui ao passarmos do C para o 
N e para o O:
Como os elétrons em uma ligação são atraídos por dois núcleos, eles não se
repelem tanto quanto os pares isolados.
Consequentemente, OS ÂNGULOS DE LIGAÇÃO DIMINUEM QUANDO O
NÚMERO DE PARES DE ELÉTRONS NÃO-LIGANTES AUMENTA.
104.5
O
107
O
N
H
H
H
C
H
H
H
H
109.5
O
O
HH
Da mesma forma, os elétrons nas ligações múltiplas se repelem mais do que 
os elétrons nas ligações simples, pois a densidade eletrônica é MAIOR
neste tipo de ligação.
C O
Cl
Cl
111.4
o
124.3
o
LIGAÇÕES MÚLTIPLAS E ANGULO DE 
LIGAÇÃO
Domínio de elétrons 
MAIORES
Os átomos que têm expansão de octeto têm arranjos AB5 ou AB6
EXPANSÃO DOS NIVEIS DE VALÊNCIA
CINCO DOMÍNIOS de elétrons
Pares de elétrons isolados ocupam 
posições equatoriais.
Atribuímos a geometria ao redor de cada átomo central 
separadamente.
FORMAS ESPACIAIS DE MOLÉCULAS 
MAIORES
CH3COOH, existem três átomos centrais.
Tetraédrico Angular
Trigonal plana
Vimos na aula passada que quando existe uma diferença de EN entre dois
átomos, a ligação entre eles é POLAR.
É possível que uma molécula que contenha LIGAÇÕES POLARES NÃO
SEJA POLAR.
POLARIDADE MOLECULAR
A polaridade de uma molécula depende de sua 
GEOMETRIA MOLECULAR.
Usamos a TEORIA DE LIGAÇÃO DE VALÊNCIA:
As ligações formam quando os orbitais nos átomos se superpõem.
Existem dois elétrons de spins contrários na superposição de orbitais.
SUPERPOSIÇÃO DE ORBITAIS
Como devemos considerar a 
FORMA em termos da mecância
quântica? 
Quais são os orbitais envolvidos
nas ligações?
As ESTRUTURAS DE LEWIS e o modelo 
RPENV não explicam porque uma ligação 
se forma.
Hibridização
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1. Reveja a geometria e a distribuição espacial da região do domínio de
elétrons para as moléculas:
(a) ClF3 (b) ICl4
- (c) PF6
- (d) NH4
+ (e) N3
- (f) CO2
(g) HCN (h) BrF3 (i) ClO4
-
2. Quais condições devem ser satisfeitas para que uma molécula com
ligações polares seja apolar? Quais geometrias darão moléculas
apolares para as geometrias AB2, AB3 e AB4?
3. Desenhe a estrutura de Lewis para o íon SO3
2-. Qual é o arranjo? Qual é
a geometria molecular? Determine o ângulo de ligação O-S-O.
4. Dê os valores aproximados para os ângulos de ligação indicados nas
moléculas abaixo:
5. Determine se as seguintes moléculas são polares ou apolares:
(a) IF (b) CS2 (e) SO3 (d) PCl3 (e) SF6 (f) IF5•