Aula 11 - Geometria Molecular

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QUÍMICA GERAL
AULA 11 – Ligação Química 
Parte 2
Geometria Molecular
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Geometrias moleculares
• As estruturas de Lewis não indicam a forma das moléculas, mostrando apenas o
número e os tipos de ligações. A forma de uma molécula é determinada por seus
ângulos de ligação, ângulos formados pelas linhas que se unem ao núcleo dos
átomos da molécula.
• Começamos nossa discussão com moléculas têm a fórmula geral ABn, na qual o
átomo central A está ligado a n átomos de B.
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Geometrias moleculares
• A forma bipiramidal trigonal para AB5 pode ser imaginado como uma trigonal
plana AB3 com dois átomos adicionais, um acima e um abaixo do plano do
triângulo equilátero. A forma octaédrica para AB6 tem todos os seis átomos de B a
uma distância igual do átomo central A, com ângulos de 90° B–A–B entre todos os
B vizinhos.
• Podemos prever geometrias? Quando A é um elemento representativo (do bloco s
ou do bloco p da tabela periódica) podemos responder essa questão usando o
modelo de repulsão de pares de elétrons da camada de valência (VSEPR).
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Modelo VSEPR
• O VSEPR se baseia no comportamento dos elétrons nas moléculas. Um par de
elétrons ligantes pode definir a região, denominada domínio eletrônico, na qual
os elétrons são encontrados com maior probabilidade. Da mesma maneira, um
par de elétrons não ligantes (ou par isolado) define um domínio eletrônico que
está localizado predominantemente em um único átomo. Utilizando a amônia
como exemplo:
• Cada par não ligante, ligação simples ou ligação múltipla produz um único
domínio eletrônico ao redor do átomo central de uma molécula.
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Modelo VSEPR
• O modelo VSEPR é baseado na ideia de que os domínios eletrônicos são
carregados negativamente e, portanto, se repelem. O melhor arranjo para um
determinado número de domínios eletrônicos é aquele que minimiza as repulsões
entre eles. Balões podem ser usados como analogia aos domínios eletrônicos.
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Modelo VSEPR
• A distribuição dos domínios eletrônicos em torno do átomo central de uma molécula
ou íon ABn é chamada de geometria do domínio eletrônico. Em contrapartida, a
geometria molecular representa o arranjo apenas dos átomos em uma molécula ou íon
— qualquer par não ligante presente na molécula não faz parte da descrição da
geometria molecular.
• Quando todos os domínios eletrônicos de uma molécula resultam de ligações, a
geometria molecular é idêntica à geometria do domínio eletrônico. No entanto,
quando um ou mais domínios envolvem pares de elétrons não ligantes, devemos
lembrar que a geometria molecular implica apenas domínios eletrônicos decorrentes
das ligações, mesmo que os pares não ligantes contribuam para a geometria do
domínio eletrônico.
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Modelo VSEPR
• Para entender como o modelo VSEPR pode ser usado para prever a forma de
moléculas e íons, tomamos novamente a molécula de amônia como exemplo.
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Modelo VSEPR
• Uma vez que a geometria molecular
piramidal trigonal é baseada na geometria do
domínio eletrônico tetraédrico, o ângulo ideal
das ligações é 109,5°. Veja a tabela.
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Modelo VSEPR
• Na tabela estão as possíveis geometrias
moleculares quando uma molécula ABn
tem até quatro domínios eletrônicos ao
redor de A. Essas geometrias são
importantes porque incluem todos as
formas normalmente vistas em
moléculas ou íons que obedecem a regra
do octeto.
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Modelo VSEPR
• Podemos aprimorar o modelo VSEPR para explicar pequenos desvios das geometrias
ideais.
• Uma vez que um par não ligante experimenta menor atração nuclear, seu domínio
eletrônico é mais espalhado que o domínio eletrônico de um par ligante. Domínios
eletrônicos para pares de elétrons não ligantes exercem maior força de repulsão em
domínios eletrônicos adjacentes e tendem a comprimir os ângulos de ligação.
• Como ligações múltiplas apresentam maior densidade eletrônica que ligações simples,
elas também representam domínios eletrônicos maiores. Domínios eletrônicos para
ligações múltiplas exercem uma força repulsiva maior sobre domínios eletrônicos
adjacentes que os domínios eletrônicos de ligação simples.
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Modelo VSEPR
• Átomos do terceiro período em diante podem
estar circundados por mais de quatro pares de
elétrons. Moléculas com cinco ou seis domínios
eletrônicos ao redor do átomo central têm a
geometria molecular baseada na geometria de
domínio eletrônico bipiramidal trigonal (cinco
domínios) ou octaédrica (seis domínios).
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Modelo VSEPR
• Apesar de as moléculas e os íons que consideramos conterem apenas um átomo
central, o modelo VSEPR pode ser estendido às moléculas mais complexas. Podemos
usar o modelo VSEPR para prever a geometria de cada átomo do ácido acético, por
exemplo:
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Geometria molecular e 
polaridade molecular
• Para uma molécula com mais de dois átomos, o momento
de dipolo depende tanto das polaridades das ligações
individuais quanto da geometria da molécula. Para cada
ligação na molécula, consideramos o dipolo da ligação,
que é o momento de dipolo devido apenas aos dois
átomos presentes naquela ligação.
• Os dipolos da ligação e os momentos de dipolo são
quantidades vetoriais, ou seja, ambos têm uma
magnitude e uma direção. O momento de dipolo de uma
molécula poliatômica representa a soma dos vetores dos
seus dipolos de ligação.
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