Aula sobre geometria molecular, polaridade e interações intermoleculares

Aula sobre geometria molecular

1. Geometria molecular Victor Hugo - Guzin

2. GEOMETRIA MOLECULAR Também chamada de estrutura molecular, é o arranjo tridimensional de átomos no espaço. É importante poder prever e compreender a estrutura molecular de um composto, porque muitas das propriedades de uma substância são determinadas pela sua geometria. Propriedades como solubilidade, temperatura de fusão e de ebulição.

3. TEORIA DA REPULSÃO DOS PARES ELETRÔNICOS NA CAMADA DE VALÊNCIA ( TRPECV) Os átomos ligantes distribuem-se espacialmente ao redor de um átomo central, de forma a obter a maior estabilidade possível. O posicionamento é dependente do número de pares de elétrons (nuvens eletrônicas) ao redor do átomo central.

4. TEORIA DA REPULSÃO DOS PARES ELETRÔNICOS NA CAMADA DE VALÊNCIA ( TRPECV) As posições refletem a maior distância possível entre os pares eletrônicos. Para um observador externo, os átomos assumem a forma de uma figura geométrica.

5. TRPECV Os pares eletrônicos, compartilhados ou não, que envolvem um átomo central, por repulsão, afastam-se ao máximo uns dos outros, mantendo a mesma distância. Assim: Os pares eletrônicos existentes ao redor do núcleo “orientam” a geometria da molécula; O que “determina” a geometria da molécula é a posição dos núcleos dos átomos que constituem a molécula.

6. SEQUÊNCIA PARA DETERMINAÇÃO DA GEOMETRIA MOLECULAR Para montar a fórmula eletrônica de Lewis, é preciso contar os pares de elétrons ao redor do núcleo central, para isso consideramos: Ligações simples, duplas, triplas e dativas como uma única nuvem eletrônica (único par de ); Os pares de elétrons ao redor do átomo central que não participam das ligações também como nuvem eletrônica.  

7. TIPOS DE GEOMETRIA MOLECULAR Tipos de geometrias moleculares: Linear; Angular; Trigonal plana; Piramidal; Tetraédrica.

8. GEOMETRIA LINEAR A molécula será linear quando: Possuir apenas dois átomos na molécula Ex : HCl Possuir três átomos sem sobra de elétrons (par isolado ou não ligantes) no átomo central. Ex :  

9. GEOMETRIA ANGULAR A molécula será angular quando possuir três átomos, com sobra de elétrons (par isolado ou elétrons não ligantes) no átomo central. Ex :   A molécula será angular quando possuir três átomos, com sobra de elétrons (par isolado ou elétrons não ligantes) no átomo central. Ex :   Ex:  

10. A molécula será trigonal plana quando possuir quatro átomos, sem sobra de no átomo central Ex:   GEOMETRIA TRIGONAL PLANA Ex:  

11. GEOMETRIA PIRAMIDAL A molécula será piramidal quando possuir quatro átomos, com sobra de elétrons no átomo central. Ex:  

12. GEOMETRIA TETRAÉDRICA A molécula será tetraédrica quando possuir cinco átomos, sem sobra de elétrons (pares isolados ou não ligantes) no átomo central. Ex:  

13. FIQUE LIGADO! Existem outras geometrias mais complexas, como a hexaédrica ou bipirâmide trigonal ( ) e a octaédrica ou bipirâmide de base quadrada ( ). Nesses dois exemplos, o fósforo no fica com 10 elétrons na camada de valência, e o enxofre no , com 12 elétrons na camada de valência. Nas duas situações, esses elementos não obedecem à regra do octeto.  

14. FIQUE LIGADO! Pentacloreto de fósforo   Hexafluoreto de enxofre  

15. FIQUE LIGADO! Teoria de Repulsão dos Pares Eletrônicos da Camada de Valência – TRPECV Máxima repulsão entre as nuvens eletrônicas Linear Angular Trigonal plana Piramidal Tetraédrica Bipirâmide trigonal Octaédrica

16. FIQUE LIGADO! Fórmula molecular e sua geometria: AB e (sem sobra de ) Linear (com sobra de ) Angular (sem sobra de ) Trigonal plana (com sobra de ) Piramidal   (sem sobra de ) Tetraédrica  

17. Polaridade Victor Hugo - Guzin

18. POLARIDADE A polaridade de uma ligação química se dá pela diferença ou não de eletronegatividade presente entre os átomos envolvidos na referida ligação. A molécula, e sua ligação, pode ser caracterizada de duas formas: Polar Apolar F ui O ntem N o Cl ube Br iguei I S ai C orrendo P ro H ospital F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H > metais

19. LIGAÇÃO POLAR Possui 2 polos, um polo positivo e polo negativo; Ocorre entre átomos que possuem diferença de eletronegatividade; O elemento mais eletronegativo atrai os elétrons da ligação química, adquirindo carga/densidade negativa; Já o elemento menos eletronegativo acaba adquirindo uma carga/densidade positiva; Quanto maior a eletronegatividade entre os átomos, menor é o comprimento da ligação.

20. LIGAÇÃO POLAR Possui 2 polos, um polo positivo e polo negativo; Ocorre entre átomos que possuem diferença de eletronegatividade; O elemento mais eletronegativo atrai os elétrons da ligação química, adquirindo carga/densidade negativa; Já o elemento menos eletronegativo acaba adquirindo uma carga/densidade positiva; Quanto maior a eletronegatividade entre os átomos, menor é o comprimento da ligação.

21. POLARIDADE DAS LIGAÇÕES IÔNICAS As ligações iônicas são formadas por elementos com grande diferença de eletronegatividade (METAL + AMETAL). Essa grande diferença faz com que a ligação apresente um momento dipolar ( ), que é uma grandeza vetorial cuja direção é a do eixo dipolo, orientado do polo positivo para o polo negativo.   TODAS AS LIGAÇÕES IÔNICAS SÃO POLARES!

22. POLARIDADE DAS LIGAÇÕES COVALENTES Na ligação covalente não ocorre a formação de íons, porém em alguns casos existe o momento dipolar. Como se trata de uma ligação química em que ocorre o compartilhamento de elétrons entre um ametal e outro ametal, entre um ametal e um hidrogênio ou entre dois hidrogênios pode acontecer de serem elementos iguais envolvidos na ligação.

23. LIGAÇÃO COVALENTE NÃO POLAR É a ligação que ocorre quando não há diferença de eletronegatividade entre os elementos.

24. LIGAÇÃO COVALENTE POLAR É a ligação que ocorre entre elementos que possuem eletronegatividades diferentes. Ocasionando em uma distorção da nuvem eletrônica no sentido do elemento mais eletronegativo, produzindo uma carga parcial positiva e outra negativa.

25. POLARIDADE DAS MOLÉCULAS Ao analisar cada ligação de uma molécula e observar suas polaridades é possível perceber a polaridade da molécula através das somas dos momentos dipolares. A molécula então pode ser classificada como: Molécula não polar; Molécula polar

26. MOLÉCULAS NÃO POLARES Quando dois átomos do mesmo elemento se ligam os elétrons são divididos igualmente. Uma molécula pode ser considerada não polar em duas circunstâncias: Quando todas as ligações da molécula forem não polares Quando a soma vetorial total for igual a zero.

27. MOLÉCULAS NÃO POLARES Quando todas as ligações da molécula forem não polares:

28. MOLÉCULAS NÃO POLARES Quando a soma vetorial total for igual a zero:

29. MOLÉCULAS POLARES Quando dois átomos de elementos diferentes se ligam ocasionando o momento dipolar. Uma molécula pode ser considerada polar em duas circunstâncias: Quando todas as ligações da molécula forem polares Quando a soma vetorial total for diferente de zero.

30. MOLÉCULAS POLARES Quando todas as ligações da molécula forem polares:

31. MOLÉCULAS POLARES Quando a soma vetorial total for maior que zero :

32. POLARIDADE E SOLUBILIDADE SEMELHANTE DISSOLVE SEMELHANTE!

33. Interações intermoleculares Victor Hugo - Guzin

34. INTERAÇÕES INTERMOLECULARES Também chamadas de ligações intermoleculares ou forças intermoleculares, serão as forças que manterão as moléculas unidas. Temos 3 tipos: Forças de dispersão de London ou Dipolo instantâneo – Dipolo induzido; Forças de dipolo permanente ou Dipolo – Dipolo; Ligações de hidrogênio.

35. Dipolo instantâneo – Dipolo induzido Ocorre entre moléculas não polares ; É de natureza elétrica; Uma molécula irá produzir um polo na outra, instantaneamente, ao aproximar a nuvem eletrônica de um dos núcleos; Consequentemente esse polo instantâneo irá induzir um polo na outra molécula; Polo positivo atrai polo negativo.

36. Dipolo – Dipolo Ocorre entre moléculas polares ; É de natureza elétrica; Uma molécula apresenta um polo de carga negativa e um polo de carga positiva; Atraindo-se mutuamente. Positivo atrai negativo.

37. Ligação de hidrogênio Ocorre entre moléculas polares que tenham o hidrogênio ligado ao grupo FON (Flúor, Oxigênio e Nitrogênio). É de natureza elétrica; ALTA INTENSIDADE.

38. Propriedades físicas Victor Hugo - Guzin

39. PROPRIEDADES FÍSICAS Dependendo do tipo de interações molecular podemos prever as temperaturas de fusão e ebulição de uma substância. Os fatores que influenciam esse tipo de propriedade são 2: Massa molecular; Forças intermoleculares.

40. PROPRIEDADES FÍSICAS A temperatura de fusão e ebulição tendem a crescer com o aumento da massa molecular e das forças intermoleculares; Quando uma substância molecular muda de estado físico, as moléculas tendem a se separar uma das outras rompendo as forças intermoleculares. Quanto maior for a força intermolecular, mais energia será necessária para rompê-las.

41. PROPRIEDADES FÍSICAS Ao compararmos covalentes de massas molares próximas, as TF e TE vão variar conforme a intensidade da força molecular existente. QUANTO MAIS FORTE A INTERAÇÃO INTERMOLECULAR, MAIOR SERÁ A TF E A TE!

42. PROPRIEDADES FÍSICAS Caso a molécula tenha o mesmo tipo de força intermolecular, teremos: Essa propriedade depende diretamente das massas molares. QUANTO MAIOR A MASSA MOLAR, MAIORES A TF E TE!