Geometria Molecular e Polaridade de Ligações
Laís Flávia Nunes Lemes
Geometria Molecular - VSPER
Prever o arranjo dos átomos nas molécula!
Teoria VSPER
VSEPR: Valence Shell Electron Pair Repulsion
RPECV: Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência
Geometria Molecular - VSPER
“A estrutura das moléculas é determinada pelas repulsões entre todos os pares de elétrons
presentes na camada de valência.”
Moléculas assumem a geometria que minimiza as repulsões dos pares
de elétrons
Notação VSPER
Átomo central ligado de forma covalente a dois ou mais átomos ou grupos
Átomo central (A)
Pares isolados (E)
HO
H
Átomos ligados (X)
X = B, C, D, F... Sistema
AB2E2
VSPER
Considera-se todos os pares de elétrons de valência do átomo central
Pares de elétrons repelem uns aos outros
Repulsão entre pares não compartilhados é maior
Par de elétrons compartilhados
Par de elétrons não compartilhados
Cada par de elétron (E) livre reduz o ângulo de ligação em 2,5º
Geometria Molecular - VSPER
Devido a repulsão dos pares eletrônicos, os núcleos dos átomos assumem posições no espaço e, assim, a molécula
apresenta uma determinada geometria.
Geometria Molecular - VSPER
• Pares de elétrons no átomo central
Elétros Cv_____________ n Ligação σ _____________ + n Ligação π _____________ - n Carga (+) _____________ - n Carga (-) _____________ + n TOTAL _____________ n
n /2 = Par de elétrons (Pé)
Pé Arranjo Hibrid. Ang. NC E Sist. Geom. Hib Ang.
E = E - NC
Geometria espacial
L A L
Ln(sp)
L
A
L
L
TgP
L LA
LLL
ALL
L
Td
PyTg
ALL
L
Ang(sp3)
L LA
L
A
L
Ang(sp2)
ByTg
A
L
L
LL
LA
L
L
L
L
Gang. Forma em T
A
L
L
L
Ln(dsp3)
A
L
L
Oh
AL L
L L
L
L
AL L
L L
L
PBQ
AL L
L L
QP
Determinação da estrutura molecular por meio do VSPER
Pé Arranjo
Hibrid. Ang. NC E Sist. Geom. Hib Ang.
CO2 2 Ln Sp 180° 2 0 AB2E0 Ln 2sp 180,0°
BeF2 2 Ln Sp 180° 2 0 AB2E0 Ln 2sp 180,0°
O C O
Dióxido de Carbono
CO2
F Be F
Fluoreto de Berílio
BeF2
• Arranjo Linear (Ln)
Determinação da estrutura molecular por meio do VSPER
• Arranjo Trigonal Plano (TgP)
F
B
F
F
Trifluoreto de Boro
BF3
H
C
H
O
Formaldeido
CH2O
Pé Arranjo
Hibrid. Ang. NC E Sist. Geom. Hib Ang.
BF3 3 TgP sp2 120° 3 0 AB3E0 TgP sp2 120,0°
CH2O 3 TgP sp2 120° 3 0 AB2C1E0 TgP sp2 120,0°
SO2 3 TgP sp2 120° 2 1 AB2E1 Ang ? 117,5°
O
S
O
Dióxido de Enxofre
SO2
Determinação da estrutura molecular por meio do VSPER
• Arranjo Tetraédrico (Td)
H
CHH
H
Metano
CH4
NHH
H
Amônia
NH3
H HO
Água
H2O
Pé Arranjo Hibrid Ang. NC E Sist. Geom. Hib Ang.
CH4 4 Td sp3 109,5° 4 0 AB4E0 Td sp3 109,5º
NH3 4 Td sp3 109,5° 3 1 AB3E1 PyTg Ef 107,0°
H2O 4 Td sp3 109,5° 2 2 AB2E2 Ang (sp3) Ef 104,5°
Determinação da estrutura molecular por meio do VSPER
• Arranjo Bipiramidal Trigonal (ByTg)
P
F
F
FF
F
Pentafluoreto de Fósforo
PF5
SF
FF
F
Tetrafluoreto de Enxofre
SF4
Pé Arranjo Hibrid. Ang. NC E Sist. Geom. Hib Ang.
PF5 5 ByTg dsp3 180,0°
(aa) 90,0° (ae)
120,0° (ee)
5 0 AB5E0 ByTg dsp3 Mantém
SF4 5 ByTg dsp3 4 1 AB4E1 Gang ? 117,5º (ee)
ClF3 5 ByTg dsp3 3 2 AB3E2 Forma em T
? 180,0° 90,0°
XeF2 5 ByTg dsp3 2 3 AB2E3 Ln (dsp3)
? 180,0°
Xe
F
F
Difluoreto de Xenônio
XeF2
ClF
F
F
Trifluoreto de Cloro
ClF3
Determinação da estrutura molecular por meio do VSPER
• Arranjo Octaédro (Oh)
SF F
F F
F
F
Hexafluorteo de Enxofre
SF6
Pentafluoreto de Bromo
BrF5
BrF F
F F
F
Tetrafluoreto de Xenônio
XeF4
XeF F
F F
Pé Arranjo Hibrid. Ang. NC E Sist. Geom. Hib Ang.
SF6 6 Oh d2sp3 180,0° (aa) 90,0° (ae)
90,0° (ee)
6 0 AB6E0 Oh d2sp3 mantém
BrF5 6 Oh d2sp3 5 1 AB5E1 PBQ ? 90,0° 90,0°
XeF4 6 Oh d2sp3 4 2 AB4E2 QP ? 90,0° (ee)
Determinação da estrutura molecular por meio do VSPER
Pé Arranjo Hibrid Ang. NC E Sist. Geom. Hib Ang.
1 4 Td sp3 109,5° 4 0 AB3CE0 Td sp3 109,5º
2 3 TgP sp2 120,0° 3 0 ABCDE0 TgP sp2 120,0°
3 4 Td sp3 109,5° 2 2 ABCE2 Ang (sp3) Ef 104,5°
4 4 Td sp3 109,5° 4 0 AB2CDE0 Td sp3 109,5º
5 3 TgP sp2 120,0° 3 0 ABCDE0 TgP sp2 120,0°
6 3 TgP sp2 120,0° 3 0 AB2CE0 TgP sp2 120,0°
7 4 Td sp3 109,5° 4 0 AB3CE0 Td sp3 109,5º
8 2 Ln Sp 180° 2 0 ABCE0 Ln sp 180,0°
9 2 Ln Sp 180° 2 0 ABCE0 Ln sp 180,0°
O
O
1 2 3
4 5
6 7
8 9
7
HO
H
HO
H
H
HH
H
HHH
H
1 2 3
4 5
6 7
8 9
7
Polaridade de Ligações
Laís Flávia Nunes Lemes
Eletronegatividade
H 2,1
C 2,5
N 3,0
O 3,5
F 4,0
P 2,1
S 2,5
Cl 3,0
Br 2,8
I 2,5
Habilidade de um átomo em atrair elétrons
LIGAÇÕES APOLARES X POLARES
∆E dos átomos envolvidos na ligação ∆E = E> - E<
Polaridade das Ligações
• Apolar
– ∆E = 0,0 Dipolo Induzido (DI)
– ∆E = 0,1 a 0,4 Dipolo Transiente (DT) – δδ+ δδ-
• Polar
– ∆E = 0,5 – 0,6 Polar fraco (Pf)
– ∆E = 0,7 – 0,8 Polar moderado (Pm)
– ∆E = 0,9 – 1,2 Polar forte (PF)
– ∆E = 1,3 – 1,5 Polar extremamente forte (PEF)
Polaridade das Ligações
C-O C-N
C-H N-H O-H S-H
C-C C-S
F-H S-O N-O P-O
C-Br C-I C-Cl C-F
∆E = 2,5 – 2,1 = 0,4 DT
δδ- δδ+
∆E = 3;0 – 2,1 = 0,9 PF
δ- δ+
∆E = 3;5 – 2,1 = 1,4 PEF
δ- δ+
∆E = 2,5 – 2,1 = 0,4 DT
δδ- δδ+
∆E = 4,0 – 2,1 = 1,9 PEF
δ- δ+
∆E = 3;5 – 3,0 = 0,5 Pf
δ+ δ-
∆E = 3,5 – 2,1 = 1,4 PEF
∆E = 3;5 – 2,5 = 1,0 PF
δ+ δ-
∆E = 3;5 – 2,5 = 1,0 PF
δ+ δ-
∆E = 2,5 – 2,5 = 0,0 DI
∆E = 2,5 – 2,5 = 0,0 DI
∆E = 3;0 – 2,5 = 0,5 Pf
δ+ δ-
∆E = 2,8 – 2,5 = 0,3 DT
δδ+ δδ-
∆E = 3,0 – 2,5 = 0,5 Pf
∆E = 4;0 – 2,5 = 1,5 PEF
δ+ δ-
∆E = 2,5 – 2,5 = 0,0 DI
δ+ δ-
δ+ δ-
Polaridade das Ligações
• A polaridade da molécula também está relacionada com sua geometria:
EXERCÍCIO
Para cada uma das moléculas abaixo, determine para cada átomo:
•Arranjo estrutural: hibridação e ângulos
•Número de coordenação (NC), pares de elétrons não ligantes (E) e sistema
•Geometria: hibridação e ângulos
•Polaridade das ligações mostrando a presença dos dipolos transientes e
permanentes com seus respectivos sinais.
Asparagina Penicilina G