Geral Aula8 Ligacoes Covalentes

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UNIVERSIDADE DO OESTE PAULISTA Prof. Dr. Hamilton M. Ishiki

Qumica Geral Aula 9: Ligaes Covalentes

Repulso dos Pares Eletrnicos Os pares de eltrons se repelem entre si devido suas cargas.

O arranjo geomtrico mais estvel de pares eletrnicos aquele em que as repulses entre os pares so mnimas.Encontrar estes arranjos permite-nos predizer a forma geomtrica de uma molcula. O MTODO VSEPR O mtodo para determinar a orientao mais estvel dos pares eletrnicos ao redor de um tomo central numa molcula e, a partir disto, a geometria da molcula denominada repulso entre os pares eletrnicos da camada de valncia ou mtodo VSEPR (pronunciar vesper).

As suposies por trs desta teoria so: 1. Os pares eletrnicos da camada de valncia do tomo central numa molcula ou num on poliatmico tendem a se orientar de forma que sua energia total seja mnima Os pares eletrnicos ficam to prximos quanto possvel do ncleo e ao mesmo tempo ficam o mais afastado possvel entre si

2. A magnitude na repulso entre pares depende do fato dos pares eletrnicos estarem compartilhados ou no. Se os dois pares esto compartilhados a repulso a mais fraca, intermediria entre um par solitrio e um par compartilhado e a mais forte entre dois pares solitrios.

3. Foras repulsivas decrescem bruscamente com o aumento do ngulo entre pares. So fortes em ngulos de 90 , mais fracas em ngulos de 120 e extremamente fracas em ngulos de 180 .

Para ilustrarmos a aplicao da teoria VSEPR, vamos us-la para prevermos a forma de duas molculas: AsCl3, tricloreto de arsnio, e SF4 tetrafluoreto de enxofre.Passo 1: Escrever a estrutura de Lewis de cada frmula

Passo 2: Determinar o nmero estrico do tomo central Para ligaes simples = nmero total de pares eletrnicos (solitrios e compartilhados) ao redor do tomo Para ligaes mltiplas = o nmero estrico de um tomo definido como a soma do nmero de tomos ligados a ele mais o nmero de pares solitrios (Isto equivale a considerar uma ligao mltipla como sendo igual a um par eletrnico.)

O nmero estrico do tomo de As no AsCl3 4 e do S no SF4 5

Para nmeros estricos de 2 a 6, a melhor (mais baixa energia) orientao dos pares eletrnicos ilustrada a seguir

No caso do AsCl3 vimos que, a fim de, minimizar a repulso entre pares, a orientao de 4 pares de eltrons ao redor do tomo de As tetradrica. Para diminuirmos tais repulses no SF4 a orientao dos cinco pares eletrnicos ao redor do S trigonal bipiramidal.

Exerccio: Faa uma previso da forma da molcula de trifluoreto de cloro, ClF3.Cl F Z=17 Z=9

Qual a frmula mais provvel para o ClF3? Deve-se levar em considerao as repulses existentes entre os pares de eltrons.

Resumo das possveis geometrias moleculares Nmero estrico 2 Nmero pares isolados Geometria molecular Linear

0

3

0

Trigonal plana

4

0

Tetradrica

4

1

Pirmide Trigonal

Nmero estrico 4

Nmero pares isolado 2

Geometria molecular Angular

5

0

Bipirmide Trigonal

5

1

Gangorra

5

2

T

Nmero estrico 5

Nmero pares isolado 3

Geometria molecular Linear

6

0

Octadrica

6

1

Pirmide Tetragonal

6

2

Quadrado Planar

A polaridade das molculasMolcula no-polar (apolar) aquela em que a posio mdia de todas as cargas positivas da molcula, chamada de centro das cargas positivas, coincide com a posio mdia de todas as cargas negativas, o centro de cargas negativas.

Molcula polar aquela que possu uma separao de cargas, ou seja, o centro das cargas positivas no coincide com o centro das cargas negativas. Molculas polares so conhecidas como dipolo.Molculas Diatmicas

Molculas Triatmicas A polaridade de molculas triatmicas depende no somente da polaridade de suas ligaes como tambm de sua forma. Considere, por exemplo, a molcula de dixido de carbono:

Aplicando a teoria VSEPR, predizemos que a molcula linear Apesar de todas as ligaes CO serem polares, o CO2 uma molcula no-polar O deslocamento da carga eletrnica em uma ligao exatamente compensado pelo correspondente deslocamento na outra ligao

Outras molculas

amnia, NH3 e trifluoreto de boro, BF3Em cada uma destas molculas existem trs ligaes entre o tomo central e os tomos perifricos.

Na molcula NH3 o nmero estrico do tomo de N 4 e, como h apenas um par solitrio, a molcula uma pirmide trigonal.O nmero estrico do tomo B no BF3 3 e, como no h pares solitrios, a molcula trigonal planar.

Teoria de ligao pela valncia e a sobreposio de orbitais

Teoria de ligao pela valncia (VB) Quando um par de tomos forma uma ligao os orbitais atmicos de cada tomo permanecem inalterados e o par de eltrons ocupa um orbital em cada um dos tomos simultaneamente.

A ligao na molcula de H2 sigma () na qual uma nuvem eletrnica do par compartilhado est centrada e simtrica ao redor do eixo de ligao. Tal nuvem eletrnica dita de simetria axial ou cilndrica.

Ligao sigmaOrbital p + orbital s Orbital p + orbital p exemplo HF exemplo F2

Ligao pi

Orbitais hbridos Orbitais hbridos sp

Exemplo berlio Orbitais hbridos sp2 Exemplo boroOrbitais hbridos sp3 Exemplo carbono

Hibridao linear plana ou sp

Hibridao trigonal plana ou sp2

Hibridao tetradrica ou sp3

Teoria dos orbitais moleculares (MO)

Os orbitais atmicos no ligados so substitudos por um novo conjunto de nveis energticos na molcula chamados orbitais moleculares, e o preenchimento destes orbitais determina as propriedades da molcula resultante.

Diagrama de preenchimento

Ordem de ligao OL = nmero de eltrons ligantes nmero de eltrons no ligantes / 2Exemplo He2 OL = (2- 2)/2 = 0