9 Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Capítulo NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

Geometria molecular 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. Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

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. Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

Geometria molecular EDUARDO CANTO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

Geometria molecular EDUARDO CANTO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

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). É de particular interesse a atração exercida sobre os elétrons envolvidos na ligação química. ADILSON SECCO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

Ligações polares e apolares Uma ligação covalente será polar sempre que os dois átomos que estabelecem essa ligação covalente possuírem diferentes eletronegatividades. ADILSON SECCO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

Ligações polares e apolares Uma ligação covalente será apolar sempre que os dois átomos que estabelecem essa ligação covalente possuírem a mesma eletronegatividade. ADILSON SECCO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

Polaridade das moléculas 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. Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

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. Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

Polaridade das moléculas Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

Polaridade das moléculas Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

Polaridade e solubilidade Soluto polar tende a se dissolver bem em solvente polar. Soluto apolar tende a se dissolver bem em solvente apolar. ADILSON SECCO ADILSON SECCO ADILSON SECCO Gasolina Água Etanol + Água Gasolina + Querosene Substância apolar não tende a se dissolver bem em solvente polar. Substância polar tende a se dissolver bem em solvente polar. Substância apolar tende a se dissolver bem em solvente apolar. Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

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. Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

Interações dipolo-dipolo São as interações dipolo permanente-dipolo permanente que mantêm as moléculas de uma substância polar unidas no estado sólido ou líquido. ADILSON SECCO Representação das interações dipolo permanente-dipolo permanente, que unem as moléculas de uma substância polar. Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

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. Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

Ligações de hidrogênio No fluoreto de hidrogênio, na água e na amônia, sólidos ou líquidos, são essas forças que mantêm as moléculas unidas. ADILSON SECCO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

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. ADILSON SECCO Uma distorção momentânea da nuvem eletrônica produz um dipolo instantâneo… Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

… que induz o aparecimento de um dipolo na molécula vizinha. Interações dipolo instantâneo-dipolo induzido 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. ADILSON SECCO … que induz o aparecimento de um dipolo na molécula vizinha. Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

As forças moleculares têm diferentes intensidades 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 Ligações de hidrogênio Aumenta a intensidade das forças intermoleculares Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

Esquematizando Molécula Apolar Polar Não tem H diretamente ligado a pode ser pode ser Apolar Polar se se Não tem H diretamente ligado a F, O ou N Tem H diretamente ligado a F, O ou N interage com outras moléculas iguais por interage com outras moléculas iguais por interage com outras moléculas iguais por Dipolo instantâneo- -dipolo induzido Dipolo permanente- -dipolo permanente Ligações de hidrogênio Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

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. ADILSON SECCO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

Ligações intermoleculares e ponto de ebulição O ponto de ebulição (P.E.) aumenta à medida que aumenta a massa da molécula. ADILSON SECCO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

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. ADILSON SECCO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

Ligações intermoleculares e ponto de ebulição 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 ADILSON SECCO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

Ligações intermoleculares e ponto de ebulição 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 ADILSON SECCO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares

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