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Geometria molecular

Prof. Vanderlei Inácio de Paula

Contato: vanderleip@anchieta.br

Internet: http://www.quimica.dahora.net

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ShriverEd 4 Cap.2

p.67-70

Geometria molecular• O professor recomenda:

Estude pelos seguintes livros/páginas sobre a Ligações químicas e faça os exercícios!

Lee Cap. 4p. 38-48

Brown Cap. 9p. 289-334

Atkins & Jones 1°ED Cap. 3p. 218-230

Russel v1 Cap.8p. 384-407

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.brGEOMETRIA MOLECULAR

Uma das maneiras mais simples e mais usada atualmente para prever a geometria

de moléculas que apresentam mais de dois átomos consiste na utilização da teoria

da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR = valence-shell

electron-pair repulsion). Essa teoria está baseada na ideia de que os pares

eletrônicos ao redor de um átomo central, quer estejam ou não participando das

ligações, comportam-se como nuvens eletrônicas que se repelem entre si, de

forma a ficarem orientadas no espaço com a maior distância angular possível.

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.brExemplos de repulsão/geometria:

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Exemplo 1:O ácido nítrico (HNO3) em água sofre um processo de ionização, produzindo o ânion nitrato (NO3

- ):

Qual a geometria do ânion?

SOLUÇÃOInicialmente representaremos as fórmulas do ácido e do ânion:

Ao redor do átomo central do ânion (N), existem três nuvens eletrônicas e três ligantes:

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.brEntendendo a teoria VSEPR

A repulsão entre as nuvens eletrônicas dá origem a geometriasbem definidas, ou seja, o formato que a molécula se apresentapossui ângulos bem definidos entre os orbitais. Uma analogiamuito utilizada é o modelo de balões (bexiga).

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Nomenclaturas e previsões:

A teoria de VSEPR apresenta a repulsão em pares de elétronsassim é conveniente nomear as estruturas em tiposcaracterísticos de geometria. Usa se representar o átomocentral de um composto pela letra A, os átomos ligantes aoátomo central pela letra X e os pares de elétrons pela letra E.

Assim para a estrutura do ânion nítrato representadaanteriormente temos AX3E0. A letra A representa o nitrogênio ea letra X representa os átomos de oxigênio. O índice 3 após aletra X indica que há três grupos ligantes e por final a letra Erepresenta os pares de elétrons não compartilhados e no caso ézero.

Geometria AX3E0 = trigonal

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Nomenclaturas e previsões:O triflureto de boro (BF3) possui geometria trigonal, e tambémpossui a mesma representação escrita da geometria em relaçãoao ânion nitrato, AX3E0.

O gás metano (CH4) representado abaixo possui representaçãoescrita AX4E0, correspondente a geometria tetraédrica, não éraro a simplificação da escrita para AX4.

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Nomenclaturas e previsões:O tetracloreto de sílicio (SiCl4) possui representação AX4E0, logotambém é tetraédrico.

O ânion carbonato (CO3-2) possui três estruturas em ressonância

e a representação da geometria é AX3E0, logo é trigonal.

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Geometrias:

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Geometrias:

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Geometrias:

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Exemplo 2:• A molécula de amônia (NH3) possui configuração AX3E1, logo

possui geometria piramidal.

• A molécula de água (H2O) possui configuração AX2E2, logopossui geometria angular.

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Resumo:• 1° Etapa desenhar a estrutura de Lewis para o composto que deseja

determinar a geometria.

• 2° Etapa determinar o número de átomos ligantes e pares de elétrons isolados

ao redor do átomo central, determinar aos parâmetros AXE vistos

anteriormente.

• 3° Etapa revisar a estrutura obtida e montar as ligações com maior

proximidade da geometria adequada. Geralmente as estruturas químicas são

tridimensionais (3D) e os desenhos realizados no papel estão no plano (2D).

Pode se utilizar de uma linha preenchida para indicar ligação para frente do

plano ( ) e uma linha pontilhada ( ) para indicar uma ligação para atrás

do plano. Veja o exemplo para a molécula do metano (CH4).

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Resumo:• 4° Etapa fazer uma previsão do ângulo de ligação em relação ao átomo

central. A repulsão ocorre em maior intensidade conforme a sequência:

par isolado – par isolado > par isolado – ligação > ligação – ligação

Veja os exemplos:

As ligações no metano possui ângulo de 109,5° para ligação H-C-H, que é maior

em relação ao ângulo da ligação H-N-H da molécula de amônia. Isso pode ser

explicado pelo fato da repulsão do par de elétrons ser maior, logo o ângulo entre

H-N-H tornará menor. Na molécula de água há dois pares de elétrons, assim a

ligação H-O-H possui menor ângulo devido a maior repulsão dos pares isolados.

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Estruturas orgânicas:

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Exercício - 1:Usando o modelo VSEPR e revendo as etapas anteriores descritas,

preveja geometria dos compostos a seguir:

(a) ClF2+

(b) SnCl3-

(c) SeO3

(d) CS2

Tipo de geometria Geometria molecular

(a) AX2E2 Angular

(b) AX3E1 Piramidal

(c) AX3E0 Trigonal plana

(d) AX2E0 Linear

Resposta:

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Exercício - 2:Usando o modelo VSEPR e revendo as etapas anteriores descritas,

preveja geometria dos compostos a seguir:

(a) BrO3-

(b) SeF2

(c) NO2-

Tipo de geometria Geometria molecular

(a) AX3E1 Piramidal

(b) AX2E2 Angular

(c) AX2E1 Angular

Resposta:

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Exercício - 3:Usando o modelo VSEPR e revendo as etapas anteriores descritas,

preveja geometria dos compostos a seguir:

(a) SeF6

(b) IF3

(c) TeF4

(d) XeF5+

Tipo de geometria Geometria molecular

(a) AX6E0 Octaédrico

(b) AX3E2 Piramidal

(c) AX4E1 Gangorra

(d) AX5E1 Pirâmide de base quadrada

Resposta:

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Programa para Download

• No site http://www.acdlabs.com/download/ há um programade criação de estruturas químicas. O programa é gratuito(FREE), para realizar o download precisa fazer um cadastrosimples. O programa é o ChemSketch (um dos melhores).

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Programa para Download

• Vá na seção em Register ou Create na Account.

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Programa para Download

• Complete seu cadastro com informações

corretas.

• Após o download você irá receber

em seu emailcadastrado uma

chave de ativação

(sequência de números) que

não expira.

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Programa para Download

• Caso você queira receber um contato com

vendedores(as) dos produtos da ACD/Labs acione o último quadro

abaixo.

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Programa para Download

• Após enviar as informações você irá receber no seu e-mail um link para fazer o download.

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Programa para Download

• No seu email, irá vir o username e password para acesso.

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Programa para Download

• Clicando na seta apontada no slide anterior o seu registro já está ativado, basta fazer o download.

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Programa para Download• Clique em Products e selecione Chemical Drawing & Nomenclature.

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Programa para Download• Selecione Struture Drawing na sequência ACD/ChemSketch.

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Programa para Download• O programa ACD/ChemSketch é gratuito para fins educacionais!!!

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Programa para Download• O programa ACD/ChemSketch é gratuito para fins educacionais!!!