Química 2º Ano. Professora Cristina Lorenski Ferreira

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1 Química 2º Ano Professora Cristina Lorenski Ferreira

2 GEOMETRIA MOLECULAR POLARIDADE DAS MOLÉCULAS INTERAÇÕES INTERMOLECULARES PROFESSORA CRISTINA LORENSKI FERREIRA 2

3 ALGUNS QUESTIONAMENTOS Como os átomos estão distribuídos espacialmente em uma molécula? Como as moléculas interagem? Quais forças intermoleculares existem? Por que o gelo flutua na água? Por que as garrafas contendo líquido podem estourar no congelador? Como a lagartixa consegue caminhar pelas paredes? Por que óleo e água não se misturam? Como age o sabão? Por que o NaCl se dissolve em água e não se dissolve em óleo? 3

4 GEOMETRIA MOLECULAR A Geometria Molecular descreve o ARRANJO ESPACIAL do átomo central e dos átomos ligados diretamente a ele. Dependendo dos átomos que compõem as moléculas, podemos ter as seguintes geometrias principais: 4

5 COMO PODEMOS PREVER A GEOMETRIA DE UMA MOLÉCULA? TEORIA DA REPULSÃO DOS PARES ELETRÔNICOS DA CAMADA DE VALÊNCIA - TRPEV (RONALD J. GILLESPIE) (1957) VALENCE SHELL ELECTRON PAIR REPULSION VSEPR Os pares de elétrons ao redor do átomo central distribuem-se no espaço de forma a AFASTAREM-SE O MÁXIMO POSSÍVEL UNS DOS OUTROS a fim de garantirem ESTABILIDADE. 5

6 COMO OS ÁTOMOS DA MOLÉCULA DA ÁGUA SE DISTRIBUEM NO ESPAÇO? 6

7 POR QUE O NaCl SE DISSOLVE EM ÁGUA E NÃO SE DISSOLVE EM ÓLEO? 7

8 E A RESPOSTA? 8

9 COMO OS ÁTOMOS DA MOLÉCULA DA ÁGUA DE DISTRIBUEM NO ESPAÇO? 9

10 RESUMINDO... 10

11 Fórmula Estrutural Plana 11

12 POLARIDADE DAS MOLÉCULAS Uma molécula pode ser POLAR ou APOLAR, característica que depende da GEOMETRIA MOLECULAR e da DIFERENÇA DE ELETRONEGATIVIDADE dos átomos presentes. A SOLUBILIDADE de um soluto em um solvente é influenciada pela POLARIDADE MOLECULAR de ambos. 12

13 COMO VARIA A En? H.M. 13

14 LIGAÇÕES POLARES E APOLARES EXEMPLO 1: Molécula HF O par de elétrons compartilhado não é atraído igualmente por ambos os átomos, pois o...é MAIS En que o

15 LIGAÇÕES POLARES E APOLARES EXEMPLO 2: Molécula H 2 Como os átomos possuem a mesma En, não há polarização da ligação e dizemos que se trata de uma Ligação Covalente Apolar. 15

16 RESUMINDO... 16

17 POLARIDADE DAS MOLÉCULAS Vetor Momento de Dipolo A ligação que existe na molécula HF ocorre o aparecimento de PÓLOS ELÉTRICOS. O vetor é orientado no sentido do pólo positivo para o negativo. 17

18 POLARIDADE DAS MOLÉCULAS Para moléculas COM MAIS DE 2 ÁTOMOS, devemos SOMAR todos os R de todas as ligações e concluir SE o Vetor momento de Dipolo Resultante R é NULO ou NÃO NULO. Ligações POLARES Molécula APOLAR 18

19 EXEMPLOS DE SOMA DE VETORES 19

20 APOLAR EXEMPLOS GEOMETRIA LINEAR: POLAR 20

21 EXEMPLOS GEOMETRIA TRIGONAL PLANA: APOLAR POLAR 21

22 EXEMPLOS GEOMETRIA PIRAMIDAL TÊM ELÉTRONS NÃO LIGANTES 22

23 EXEMPLOS GEOMETRIA ANGULAR H 2 O TÊM ELÉTRONS NÃO LIGANTES 23

24 EXEMPLOS GEOMETRIA TETRAÉDRICA 24

25 RESUMINDO... MOLÉCULA POLAR OU APOLAR? 25

26 CCl 4 26

27 POLARIDADE E SOLUBILIDADE 27

28 POLARIDADE E SOLUBILIDADE Substâncias formadas por moléculas POLARES geralmente se dissolvem bem em solventes formados por moléculas também POLARES. Substâncias formadas por moléculas APOLARES geralmente se dissolvem bem em solventes formados por moléculas também APOLARES. SEMELHANTE DISSOLVE SEMELHANTE. 28

29 NaCl SE DISSOLVE EM ÁGUA, POIS HÁ INTERAÇÃO... NaCl NÃO SE DISSOLVE EM ÓLEO, POIS NÃO HÁ INTERAÇÃO... APOLAR 29

30 GRAXA É REMOVIDA QUANDO UTILIZAMOS GASOLINA... POR QUÊ? Gasolina Óleo (C 16 H 34 ) 30

31 Por que o sabão limpa? 31

32 32

33 33

34 FORÇAS INTERMOLECULARES

35 O QUE SÃO FORÇAS OU INTERAÇÕES INTERMOLECULARES??

36 OS ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA

37 FORÇAS INTERMOLECULARES As forças que existem entre as moléculas - FORÇAS INTERMOLECULARES - não são tão fortes como as ligações iônicas ou covalentes, mas são muito importantes; sobretudo quando se deseja explicar as PROPRIEDADES MACROSCÓPICAS DA SUBSTÂNCIA. OBSERVAÇÃO IMPORTANTE: A teoria cinética dos GASES assume que a distância entre as moléculas é tão grande que não existe força de atração entre elas. Em estado líquido e sólido as moléculas estão muito próximas e a força atrativa pode ser observada.

38 QUAIS OS TIPOS DE INTERAÇÕES INTERMOLECULARES QUE EXISTEM?

39 TIPOS DE INTERAÇÕES ENTRE MOLÉCULAS Dipolo induzido, Forças de Dispersão de London ou Forças de Van der Waals Dipolo permanente ou dipolo dipolo Ligação de Hidrogênio

40 DIPOLO INDUZIDO Ocorre entre moléculas apolares neutras. É também conhecida como força de Van der Waals com dipolos induzidos. + - Molécula Apolar Dipolo instantâneo Exemplo: Cristais de iodo, I 2 sólido, que, por terem suas moléculas fracamente unidas, passam facilmente da fase sólida para a fase gasosa, ou seja, sofrem sublimação

41 DIPOLO INDUZIDO Estas forças são estabelecidas da seguinte maneira: quando duas moléculas apolares se aproximam, ocorre uma repulsão entre suas nuvens eletrônicas. Essa repulsão provoca um movimento dos elétrons que vão se acumular numa região da molécula, deixando a região oposta com deficiência de carga negativa. Cria-se assim um dipolo induzido: a molécula apolar, onde se formou o dipolo, induz as outras moléculas a também formarem dipolos, dando origem a uma pequena força de atração elétrica entre elas.

42 DIPOLO DIPOLO Ocorre entre moléculas polares neutras. É também conhecida como força de Van der Waals com dipolos permanentes.

43 LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO Caso especial de dipolo permanente Ocorre em moléculas polares que apresentam H interagindo com F, O ou N. A ponte é formada pela atração entre o H de uma molécula e o átomo muito eletronegativo (F, O ou N) de outra molécula. Por ser essa uma força de atração bastante forte, as moléculas que fazem ligações de hidrogênio possuem pontos de fusão e ebulição muito altos.

44 Ex.: ÁGUA E ETANOL LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO 44

45 LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO - ÁGUA Por que o gelo flutua sobre a água? Por que garrafas contendo líquido estouram no congelador? As interações por ligações de hidrogênio geram pequenos espaços vazios entre as moléculas, aumentando o volume. Com o aumento de volume, a densidade diminui, já que a massa se mantém constante. d = m/v Assim, água no estado sólido é capaz de flutuar sobre o seu próprio líquido!

46 Curiosidade: O caso da Lagartixa Com o avanço das técnicas de microscopia em escala nanométrica descobriu-se que as lagartixas possuíam em suas patas uma quantidade muito grande de fios, muito pequenos. Como a superfície desses fios é de substâncias apolares, a soma de forças de baixo poder de atração contidas na enorme área superficial dos pelinhos de suas patas é o suficiente para suportar o peso da lagartixa e aderi-la a qualquer superfície, seja lisa ou rugosa..

47 Forças Intermoleculares e Pontos de Fusão e de Ebulição Dois fatores que influenciam os PF e PE: 1. TIPO DE FORÇA INTERMOLECULAR: quanto mais intensas as atrações intermoleculares, maiores seus PF e PE. 2. MASSA MOLECULAR/TAMANHO: quanto maior o tamanho de uma molécula, maior será sua superfície, o que propicia um maior número de interações com outras moléculas vizinhas, acarretando PF e PE maiores. Para comparar os pontos de fusão e de ebulição de diferentes substâncias, devemos considerar esses dois fatores da seguinte maneira: Quanto maior a intensidade de interação, maiores seu PF e PE. Ordem crescente de intensidade de interação: dipolo induzido < dipolo permanente < ligações de hidrogênio Para moléculas com o mesmo tipo de interação: Quanto maior a massa molecular, maiores seu PF e PE.

48 EXERCÍCIOS DO LIVRO VOLUME 1 PARTE 2 Páginas Exercícios Conteúdo e 12 Geometria , 14, 15, 16,17, 20 Geometria e 22 Geometria 304 3, 4 e 5 Geometria e polaridade 305 7, 8, 9, 10, 11 Geometria e polaridade , 14, 15, 16, 17 Interações Intermoleculares e 22 Interações Intermoleculares Interações Intermoleculares 317 1, 2 e 7 Interações Intermoleculares 318 8, 11, 13, 14 Geonetria, Polaridade e Int. Interm. 48

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