quimica geral Aula 06
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[1] O capítulo descreve a geometria molecular e as teorias de ligação, incluindo a teoria de Repulsão do Par de Elétrons no Nível de Valência. [2] Discutem-se as cinco geometrias fundamentais e como determinar a forma molecular de uma substância com base no número de elétrons. [3] Também são explicados os efeitos dos elétrons não-ligantes e das ligações múltiplas nos ângulos de ligação molecular.
quimica geral Aula 06
- 1. QUÍMICA A Ciência Central 9ª Edição Capítulo 9: Geometria molecular e teorias de ligação David P. White © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 2. Formas espaciais moleculares • As estruturas de Lewis fornecem a conectividade atômica: elas nos mostram o número e os tipos de ligações entre os átomos. • A forma espacial de uma molécula é determinada por seus ângulos de ligação. • Considere o CCl4: no nosso modelo experimental, verificamos que todos os ângulos de ligação Cl-C-Cl são de 109,5°. • Conseqüentemente, a molécula não pode ser plana. • Todos os átomos de Cl estão localizados nos vértices de um tetraedro com o C no seu centro. © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 3. Formas espaciais moleculares © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 4. Formas espaciais moleculares • Para prevermos a forma molecular, supomos que os elétrons de valência se repelem e, consequentemente, a molécula assume qualquer geometria 3D que minimize essa repulsão. • Denominamos este processo de teoria de Repulsão do Par de Elétrons no Nível de Valência (RPENV). • Existem formas simples para as moléculas AB2 e AB3. © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 5. © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 6. Formas espaciais moleculares • Existem cinco geometrias fundamentais para a forma molecular: © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 7. Formas espaciais moleculares • Ao considerarmos a geometria ao redor do átomo central, consideramos todos os elétrons (pares solitários e pares ligantes). • Quando damos nome à geometria molecular, focalizamos somente na posição dos átomos. © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 8. Modelo RPENV • Para se determinar a forma de uma molécula, fazemos a distinção entre pares de elétrons solitários (ou pares não-ligantes, aqueles fora de uma ligação) e pares ligantes (aqueles encontrados entre dois átomos). • Definimos o arranjo eletrônico pelas posições no espaço 3D de TODOS os pares de elétrons (ligantes ou não ligantes). • Os elétrons assumem um arranjo no espaço para minimizar a repulsão e−-e−. © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 9. © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 10. © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 11. Modelo RPENV • Para determinar o arranjo: • Desenhe a estrutura de Lewis, • conte o número total de pares de elétrons ao redor do átomo central, • ordene os pares de elétrons em uma das geometrias acima para minimizar a repulsão e−-e− e conte as ligações múltiplas como um par de ligação. © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 12. © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 13. Modelo RPENV O efeito dos elétrons não-ligantes e ligações múltiplas nos ângulos de ligação • • • • Determinamos o arranjo observando apenas os elétrons. Damos nome à geometria molecular pela posição dos átomos. Ignoramos os pares solitários na geometria molecular. Todos os átomos que obedecem a regra do octeto têm arranjos tetraédricos. © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 14. Modelo RPENV O efeito dos elétrons não-ligantes e ligações múltiplas nos ângulos de ligação • No nosso modelo experimental, o ângulo de ligação H-X-H diminui ao passarmos do C para o N e para o O: H H C H H 109.5O H N H H 107O O H H 104.5O • Como os elétrons em uma ligação são atraídos por dois núcleos, eles não se repelem tanto quanto os pares solitários. • Consequentemente, os ângulos de ligação diminuem quando o número de pares de elétrons não-ligantes aumenta. © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 15. Modelo RPENV O efeito dos elétrons não-ligantes e ligações múltiplas nos ângulos de ligação © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 16. Modelo RPENV O efeito dos elétrons não-ligantes e ligações múltiplas nos ângulos de ligação • Da mesma forma, os elétrons nas ligações múltiplas se repelem mais do que os elétrons nas ligações simples. Cl 111.4o Cl © 2005 by Pearson Education C O 124.3o Capítulo 09
- 17. Modelo RPENV Moléculas com níveis de valência expandidos • Os átomos que têm expansão de octeto têm arranjos AB5 (de bipirâmide trigonal) ou AB6 (octaédricos). • Para as estruturas de bipirâmides trigonais existe um plano contendo três pares de elétrons. O quarto e o quinto pares de elétrons estão localizados acima e abaixo desse plano. • Para as estruturas octaédricas, existe um plano contendo quatro pares de elétrons. Da mesma forma, o quinto e o sexto pares de elétrons estão localizados acima e abaixo desse plano. © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 18. © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 19. © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 20. Modelo RPENV Moléculas com níveis de valência expandidos • Para minimizar a repulsão e−−e− , os pares solitários são sempre colocados em posições equatoriais. © 2005 by Pearson Education Capítulo 09
- 21. Modelo RPENV Moléculas com níveis de valência expandidos © 2005 by Pearson Education Capítulo 09