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Capítulo

9

Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO


Geometria molecular é a expressão para designar a maneira como os núcleos dos átomos que constituem a molécula, se acham posicionados uns em relação aos outros.

Para se determinar a geometria de uma molécula usa-se o método elaborado pelos químicos ingleses Nevil Sidgwick e Herbert Powell e aperfeiçoado e divulgado pelo canadense Ronald Gillespie.

Geometria molecular



Ele se baseia no modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR – valence-shell electron-pair

repulsion).

Ao redor do átomo central, os pares eletrônicos ligantes e não ligantes se repelem, tendendo a ficar tão afastados quanto possível.

Com esse afastamento máximo, a repulsão entre os pares eletrônicos será mínima e, portanto, a estabilidade da molécula, como um todo, será máxima.

Geometria molecular



Geometria molecular

EDUA

RDO

CANT

O



Eletronegatividade Eletronegatividade é a tendência que o átomo de um

determinado elemento apresenta para atrair elétrons, num contexto em que se acha ligado a outro(s) átomo(s).

ADIL

SON

SECC

O

É de particular interesse a atração exercida sobre os elétrons envolvidos na ligação química.



Uma ligação covalente será polar sempre que os dois átomos que estabelecem essa ligação covalente possuírem diferentes eletronegatividades.

Ligações polares e apolaresAD

ILSO

N SE

CCO



Ligações polares e apolares

Uma ligação covalente será apolar sempre que os dois átomos que estabelecem essa ligação covalente possuírem a mesma eletronegatividade.

ADIL

SON

SECC

O



A polarização da ligação apresenta uma direção, um sentido e uma intensidade. Assim, a polarização pode ser representada por um vetor.

Vetor momento de dipolo ou momento dipolar () é aquele que representa a polarização de uma ligação covalente.

Direção do vetor: é a mesma direção da reta que passa pelo núcleo dos átomos que tomam parte na ligação considerada.

Polaridade das moléculas



Sentido do vetor: é orientado no sentido do polo positivo para o negativo.

Intensidade do vetor: depende da diferença de eletronegatividade entre os átomos.


A polaridade de uma molécula com mais de dois átomos é expressa pelo vetor momento de dipolo resultante

Se ele for nulo, a molécula será apolar e, caso contrário, polar.(R). (R).



Polaridade e solubilidade

Substância apolar não tende a se dissolver bemem solvente polar.

Substância polar tendea se dissolver bem em solvente polar.

Substância apolar tendea se dissolver bem em solvente apolar.

Soluto polar tende a se dissolver bem em solvente polar. Soluto apolar tende a se dissolver bem em solvente apolar.

Gasolina

Água

Etanol+

Água

Gasolina+

Querosene

ADIL

SON

SECC

O

ADIL

SON

SECC

O

ADIL

SON

SECC

O



Interações dipolo-dipolo

Nas moléculas polares, a extremidade negativa de uma molécula atrai a extremidade positiva de outra molécula vizinha, o mesmo ocorrendo com sua parte positiva, que interage atrativamente com a parte negativa de outra molécula vizinha.

Essa força de atração entre os dipolos das moléculas é chamada de interação dipolo permanente-dipolo permanente, interação dipolo-dipolo ou, ainda, interação dipolar.



Interações dipolo-dipolo

São as interações dipolo permanente-dipolo permanente que mantêm as moléculas de uma substância polar unidas no estado sólido ou líquido.

Representação das interações dipolo permanente-dipolo permanente, que unem as moléculas de uma substância polar.

ADIL

SON

SECC

O



Ligações de hidrogênio

Quando em uma molécula existir hidrogênio ligado a um átomo pequeno e muito eletronegativo (F, O e N), haverá uma grande polarização dessa ligação, produzindo no hidrogênio um intenso polo positivo.

Essa polarização faz o hidrogênio interagir com o par de elétrons de outra molécula vizinha, resultando numa interação extraordinariamente forte entre as moléculas, chamada de ligação de hidrogênio.

É uma interação mais forte que as do tipo dipolo-dipolo.




No fluoreto de hidrogênio, na água e na amônia, sólidos ou líquidos, são essas forças que mantêm as moléculas unidas.

ADIL

SON

SECC

O



Interações dipolo instantâneo-dipolo induzido Se, em uma molécula apolar, durante uma pequena fração

de segundo, sua nuvem eletrônica estiver um pouco mais deslocada para um dos extremos da molécula, foi criado um dipolo instantâneo.

ADIL

SON

SECC

O

Uma distorção momentânea da nuvem

eletrônica produz um dipolo instantâneo…



A extremidade positiva desse dipolo atrai os elétrons da molécula vizinha, na qual, por sua vez, também aparece um dipolo, chamado de dipolo induzido, ou seja, provocado pela primeira molécula.

Interações dipolo instantâneo-dipolo induzido

ADIL

SON

SECC

O

… que induz o aparecimento de um dipolo na molécula

vizinha.



As forças moleculares têm diferentesintensidades Comparando moléculas com tamanhos e massas parecidos,

pode-se afirmar que a intensidade dos diferentes tipos de forças intermoleculares varia na seguinte ordem:

Dipolo instantâneo- -dipolo induzido

Dipolo permanente- -dipolo permanente


Aumenta a intensidade das forças intermoleculares



EsquematizandoMolécula

Apolar

Dipolo instantâneo- -dipolo induzido

Polar

Não tem H diretamente

ligado a F, O ou N

Dipolo permanente- -dipolo permanente

Tem H diretamente

ligado a F, O ou N


interage com outras moléculas iguais por


pode ser pode ser

se se




Ligações intermoleculares e ponto de ebulição

Quando uma substância molecular passa do estado sólido (ou líquido) para o estado gasoso, ocorre o rompimento de ligações intermoleculares.

Por que as substâncias moleculares têm diferentes pontos de ebulição? Isso depende basicamente de dois fatores: o tamanho da molécula e o tipo de força intermolecular existente na substância. AD

ILSO

N SE

CCO



Ligações intermoleculares e ponto de ebulição O ponto de ebulição (P.E.) aumenta à medida que aumenta a

massa da molécula.

ADIL

SON

SECC

O



Ligações intermoleculares e ponto de ebulição O HF, apesar de ter moléculas mais leves que HCl, HBr e HI,

apresenta P.E. superior ao deles devido às ligações de hidrogênio entre suas moléculas.

ADIL

SON

SECC

O



Em substâncias constituídas por moléculas apolares, é o tamanho crescente (massa molecular crescente) que determina a ordem crescente dos P.E.

CH4 < SiH4 < GeH4 < SnH4


ADIL

SON

SECC

O



No caso das substâncias HCl, HBr, HI e HF constituídas por moléculas polares, o HF apresenta um alto P.E. e destoa da sequência HCl, HBr e HI.

HCl < HBr < HI < HF


ADIL

SON

SECC

O



FIM

ANOTAÇÕES EM AULAAutores: Eduardo Leite do Canto e Francisco Miragaia PeruzzoEditores: André Jun, Fabiana Eiko S. Asano e Paula Yumi Hirata Coordenação de produção: Maria José Tanbellini Revisão: Aline Souza, Miguel Facchini, Ramiro Morais TorresDiagramação: Mamute Mídia EDITORA MODERNA Diretoria de Tecnologia Educacional Editora executiva: Gabriela DiasCoordenadora editorial: Ivonete LucirioCoordenador de projetos: Cristiano GalanEditora: Natália Coltri FernandesEditor assistente de arte: Eduardo BertoliniAssistente editorial: Mayra KallásAssistentes de arte: Adailton Brito, Ana Maria Totaro, Caroline Almeida, Valdeí PrazeresIconografia: Maria Clara Antonelli, Rafael GalvãoRevisão: Luiz Alberto de Andrade, Mariana Nascimento © Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.Todos os direitos reservados. EDITORA MODERNARua Padre Adelino, 758 – BelenzinhoSão Paulo – SP – Brasil – CEP: 03303-904Vendas e atendimento: Tel. (0__11) 2602-5510Fax (0__11) 2790-1501www.moderna.com.br2012

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