1

Moléculas na Troposfera

2N

2O

4CH

OH2

3NH

2CO

2H

Parâmetros de

Ligação

2

Porque será que os átomos estabelecem ligações entre si e formam moléculas?

HH

3

Gráfico da variação da energia potencial eléctrica em função da distância de dois átomos de hidrogénio

4

11 1sH 1 electrão

1 protão

Forças Eléctricas

Forças Atractivas Forças Repulsivas

5

6

Energia de ligação

É a energia libertada quando se forma uma mole de moléculas a partir de átomos isolados e no estado gasoso.

É um parâmetro importante, na informação que nos dá sobre a estabilidade da molécula.

Quanto maior o valor da energia de ligação mais estável é essa ligação.

Molécula Energia de ligação (kJ/mol)

347

620

812

7

Valores de energia de ligação

C C

C C

C C

8

Comprimento de ligação

É a distância média entre os núcleos de dois átomos ligados na posição de maior estabilidade.

Este é um valor médio, pois a molécula não é uma entidade rígida, mas sim uma estrutura que é capaz de vibrar no espaço.

Molécula Comprimento de ligação (pm)

154

133

120

9

Valores de comprimento de ligação

C C

C C

C C

10

Variação destes dois parâmetros:

Ligação covalente simples – ordem um

Ligação covalente dupla – ordem dois

Ligação covalente tripla – ordem três

11

Molécula Energia de ligação (kJ/mol)

Comprimento de ligação (pm)

347 154

620 133

812 120

Quando a ordem de ligação aumenta, a energia de ligação também aumenta, pois há mais electrões a serem partilhados.

Quando a ordem de ligação aumenta, o comprimento de ligação diminui, pois como há mais electrões a serem partilhados, os átomos aproximam-se mais, tornando a ligação mais forte.

C C

C C

C C

12

Maior ordem de ligação

Menor reactividade

Maior energia de ligação

Menor comprimento de ligação

Maior estabilidade da molécula

13

• A formação de ligações covalentes pode ser explicada por 2

teorias semelhantes, baseadas na Mecânica Quântica.

• Teoria do Enlace da Valência: postula que os electrões numa

molécula ocupam orbitais atómicas dos átomos individuais

formando-se a ligação quando estas se sobrepõem;

• Teoria das Orbitais Moleculares: pressupõe a formação de

orbitais moleculares a partir das orbitais atómicas.

Mecânica quântica e ligação covalente

14

Geometria molecular

É o arranjo espacial dos átomos que constituem a molécula de modo a minimizar as repulsões.

Ângulo de ligação

Menor ângulo formado pelos dois segmentos de recta que passam pelo centro do núcleo de um átomo central e pelos centros dos núcleos de dois átomos a ele ligados.

Átomo central do grupo 14

Átomo central do grupo 15

Átomo central do grupo 16

MoléculaÂngulo de ligação (H – X –

H)

Molécula

Ângulo de ligação

(H – X – H) Molécul

a

Ângulo de ligação

(H – X – H)

CH4 109,5º NH3 107,5º H2O 104,5º

SiH4 109,5º PH3 93,6º H2S 92,4º

GeH4 109,5º AsH3 91,8º H2Se 91,0º

15

Moléculas semelhantes com átomos centrais do mesmo grupo da tabela periódica

16

Diferentes tipos de geometria molecular

XY Geometria linear O2, N2, H2, HF,…

Átomo central não tem electrões não ligantes

CO2 ângulo de ligação ≈180º

Átomo central tem electrões não ligantes

H2O ângulo de ligação ≈ 104,5º

AX2

Geometria linear

Geometria angular

17

Átomo central não tem electrões não ligantes

BF3 ângulo de ligação ≈120º

Átomo central tem electrões não ligantes

NH3 ângulo de ligação ≈ 106,5º

AX3

Geometria triangular plana

GeometriaPiramidal trigonal

AX4Geometria tetraédrica

CH4 ângulo de ligação de ≈ 109,5º

Átomo central não tem electrões não ligantes