Geometria Molecular

Teoria da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência. 

Essa teoria está baseada na ideia de que os pares eletrônicos ao redor de um átomo central, quer estejam ou não participando das ligações, comportam-se como nuvens eletrônicas que se repelem entre si, de forma a ficarem orientadas no espaço com a maior distância angular possível.

A geometria das moléculas será determinada pela posição dos núcleos dos átomos ligados ao átomo central. Considerando a orientação das nuvens e o número de átomos ligados ao átomo central, têm-se as possíveis geometrias moleculares, de acordo com a posição dos núcleos dos átomos.

·         Pares (nuvens ou átomos) ligantes: são ligações (simples, dupla ou tripla) entre um átomo e um átomo central da molécula;

·         Pares (nuvens ou átomos) não ligantes: Qualquer par de elétrons ao redor do átomo central que não participa de ligações;

Polaridade Molecular

            Numa ligação covalente entre dois átomos de elementos de diferentes eletronegatividades, é comum um desses átomos, o que tem maior eletronegatividade, atrair mais para si o par compartilhado. Ao ficar mais próximo do átomo com maior eletronegatividade o par de elétrons por ser negativo lhe dar um caráter negativo, enquanto que o átomo de menor eletronegatividade, cujo par de elétrons se distanciou, ficará com um caráter positivo. Diz-se então que houve formação de pólos e a ligação é chamado de Polar. Por outro lado se os átomos ligados são do mesmo elemento químico, ou têm eletronegatividades próximas, não há formação de pólos e a ligação é chamada de Apolar.

LIGAÇÃO POLAR: Na ligação covalente entre átomos de eletronegatividades diferentes, ocorre deformação da nuvem eletrônica em decorrência do acúmulo de carga negativa (–δ) em torno do elemento de maior eletronegatividade. A diferença de eletronegatividade (D.E.) é diferente de 0,0.

LIGAÇÃO APOLAR: Quando a ligação covalente ocorre entre átomos de mesma eletronegatividade, não ocorre distorção da nuvem eletrônica, ou seja, não ocorre formação de pólos. Assim, essas ligações são denominadas apolares. A D.E. = 0,0 ou muito próximo de zero.

Para efeito de consultas as ligações serão classificadas em relação a diferença de eletronegatividade (D.E) da seguinte forma:

D. E.                 0,0 ------------ 0,7 ----------------- 1,7 ----------------- 4,0

                                   Apolar                     Polar                      Iônica

MOMENTO DE DIPOLO ELÉTRICO (μ): A polaridade de uma ligação é caracterizada por uma grandeza denominada momento dipolar, ou dipolo elétrico, que normalmente é representada por um vetor orientado no sentido do elemento menos eletronegativo para o elemento mais eletronegativo. Assim, o vetor é orientado do pólo positivo para o pólo negativo. É definido pelo produto da carga elétrica parcial (δ) pelo vetor distância (d) entre os dois extremos de um dipolo. 

μ = δ . d

POLARIDADES DE MOLÉCULAS: As moléculas podem ser classificadas quanto à sua polaridade em dois grupos: polares ou apolares. Teoricamente, pode-se determinar a polaridade de uma molécula pelo vetor momento dipolar resultante (μ_r), isto é, pela soma dos vetores de cada ligação polar da molécula.

Para determinar o vetor μ_r devem-se considerar dois fatores:

a) a escala de eletronegatividade, que nos permite determinar a orientação dos vetores de cada ligação polar;

b) a geometria da molécula, que nos permite determinar a disposição espacial desses vetores. Exemplos:

EXERCÍCIOS

1. (UFPI) Indique a geometria do composto cloreto de antimônio (SbCl₃), um sólido incolor, conhecido como manteiga de antimônio e usado como retardador de chama. (Dada a família — Sb: 15)

2. (Fuvest-SP) Considere as moléculas de HF, HCl, H2O, H2, O2 e CH4.

a) Classifique essas moléculas em dois grupos: polares e apolares.

b) Qual a propriedade referente ao átomo e qual a referente à molécula em que se baseou para classificá-las?

3. (FMTM-MG) A partir da analise das estruturas de Lewis, o par de substâncias que apresenta a mesma geometria molecular:

a) CH₃Cl e SO₃                                     b) NH₃ e SO₃

c) PCl₃ e SO₃                                          d) NH₃ e PCl₃

e) NH₃ e CH₃Cl

4. (FUC-MT) A ligação covalente de maior polaridade ocorre entre H e átomos de:

a) F.                c) Br.               e) At.

b) Cl.               d) I.

5. (MACK-SP) O aumento de diferença de eletronegatividade entre os elementos ocasiona a seguinte ordem no caráter das ligações:

a) covalente polar, covalente apolar, iônica.

b) iônica, covalente polar, covalente apolar.

c) covalente apolar, iônica, covalente polar.

d) covalente apolar, covalente polar, iônica.

e) iônica, covalente apolar, covalente polar.

6. Explique a diferença entre ligação iônica e polar, sendoq ue ambas apresenta diferença de eletronegatividade D. E. maior que 0,0.

7. (Vunesp-SP) Dentre as alternativas a seguir, indique a que contém a afirmação incorreta:

a) Ligação covalente é aquela que se dá pelo compartilhamento de elétrons entre dois átomos.

b) O composto covalente HCl é polar, devido à diferença de eletronegatividade existente entre os átomos de hidrogênio e cloro.

c) O composto formado entre um metal alcalino e um halogênio é covalente.

d) A substância de fórmula Br2 é apolar.

e) A substância de fórmula Cal2 é iônica.

8. (UFPE) A respeito das moléculas de dissulfeto de carbono (CS2) e gás sulfídrico (H2S), podemos afirmar que:

a) CS2 é linear.

b) CS2 é polar.

c) H2S é polar.

d) H2S tem geometria angular similar ao H2O.

e) CS2 tem a mesma geometria que o CO2.

9. (ITA-SP) Uma determinada substancia apresenta as seguintes propriedades físico-químicas:

I. O estado físico mais estável à 25 °C e 1 atm é o sólido.

II. No estado sólido apresenta estrutura cristalina.

III. A condutividade elétrica é praticamente nula no estado físico mais estável à 25 °C e 1 atm.

IV. A condutividade elétrica é alta no estado liquido.

A alternativa relativa à substância que apresenta todas as propriedades acima é:

a) poliacetileno                    b) brometo de sódio

c) iodo                                 d) silício                                          e) grafita

10. (U. E. Ponta Grossa-PR) Considerando que a forma geométrica da molécula influi na sua polaridade, qual é a alternativa que contém apenas moléculas apolares?

a)BeH₂  e NH₃                                       b)BCl₃ e CCl₄                     c) H₂O e H₂                              

d) HBr e CO₂                                                 e) H₂S e SiH₄