Polaridade das moléculas

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1 Ligação covalente apolar Ligação covalente em que os eletrões ligantes são igualmente partilhados pelos átomos unidos. A ligação covalente numa molécula diatómica homonuclear, isto é, formada por dois átomos do mesmo elemento, é apolar. Mapa de potencial eletrostático para a molécula de hidrogénio H 2 Mapas de potencial eletrostático mostram distribuições tridimensionais de carga elétrica. O potencial eletrostático mede a interação de uma carga positiva com núcleos e eletrões de uma molécula ao longo de uma superfície de isodensidade eletrónica. 1

2 Ligação covalente polar Ligação covalente em que um dos átomos atrai mais para si os eletrões ligantes. A ligação covalente numa molécula diatómica heteronuclear, isto é, formada por dois átomos de elementos diferentes, é polar. Esta polaridade deve-se à diferente atração dos eletrões ligantes ao núcleo dos dois átomos envolvidos na ligação, o que conduz a uma densidade eletrónica diferente em torno dos átomos envolvidos na ligação. Mapa de potencial eletrostático para a molécula de fluoreto de hidrogénio HF 2

3 Ligação covalente apolar As moléculas diatómicas homonucleares (constituídas por dois átomos iguais) são apolares, bem como as respetivas ligações. As moléculas apolares, por exemplo o H 2, N 2 e O 2, possuem uma distribuição simétrica de carga. As moléculas diatómicas heteronucleares (constituídas por dois átomos diferentes) são polares, bem como as respetivas ligações. As moléculas polares, por exemplo o HF e HCl, possuem uma distribuição assimétrica de carga. 3

4 Moléculas polares e apolares Uma molécula é polar ou apolar dependendo da distribuição global de carga elétrica, que está relacionada com a polaridade das ligações presentes e também com a geometria molecular. Uma molécula diatómica com uma ligação covalente polar comporta-se como um dipolo elétrico, isto é, como um sistema de duas cargas elétricas do mesmo valor mas sinal oposto a pequena distância uma da outra. Cargas parciais dos átomos de hidrogénio e flúor na molécula de fluoreto de hidrogénio HCl Mapa de potencial eletrostático para a molécula de dióxido de carbono CO 2 Uma molécula poliatómica com um único átomo central e formada por ligações polares será apolar se houver uma simetria na distribuição da carga elétrica em torno do átomo central. 4

5 Moléculas polares e apolares Tal como as moléculas de dióxido de carbono (CO 2 ), as de metano (CH 4 ), possuem os átomos das extremidades todos iguais e não possuem pares não ligantes no átomo central, são apolares apesar de possuírem ligações polares pois, a geometria linear e tetraédrica que apresentam, proporciona uma distribuição simétrica da carga elétrica em relação ao centro da molécula. Mapa de potencial eletrostático para a molécula de metano CH 4 5

6 Ligação covalente apolar Uma molécula poliatómica com um único átomo central e formada por ligações polares será polar se a distribuição de carga elétrica em torno desse átomo for assimétrica. Mapa de potencial eletrostático para a molécula de amoníaco NH 3 Mapa de potencial eletrostático para a molécula de água H 2 O Moléculas com ligações polares e pares de eletrões não ligantes no átomo central, como o amoníaco (NH 3 ) ou a água (H 2 O), são polares porque as geometrias piramidal trigonal e angular que minimizam as repulsões eletrónicas conduzem a uma assimetria na distribuição da carga elétrica. 6

7 Exercício Os compostos difluoreto de oxigénio (OF 2 ) e fluoreto de berílio (BeF 2 ) são exemplos de moléculas triatómicas que possuem diferentes propriedades e aplicações. Por exemplo, o difluoreto de oxigénio é um forte oxidante enquanto o fluoreto de berílio é o principal precursor na obtenção de berílio metálico. Com base na estrutura de Lewis e na geometria molecular de cada molécula conclua sobre a sua polaridade. Proposta de resolução O difluoreto de oxigénio (OF 2 ) apresenta uma estrutura de Lewis semelhante à da água, pois os átomos de flúor, tal como os átomos de hidrogénio, partilham apenas um eletrão de valência, existindo na molécula duas ligações covalentes simples. Como o átomo de oxigénio possui dois pares de eletrões não ligantes e dois pares ligantes a repulsão mínima entre os eletrões ocorre com a geometria angular. Sendo a ligação O F polar, a geometria angular propicia uma assimetria na distribuição da carga elétrica, pelo que, a molécula é polar. 7

8 Proposta de resolução (cont) O fluoreto de berílio (BeF 2 ) não obedece à regra do octeto pois o átomo de berílio apenas partilha os dois eletrões de valência que possui estabelecendo duas ligações covalentes simples. Como o átomo de berílio não possui pares de eletrões não ligantes, adquire maior estabilidade com a geometria linear. Assim, apesar de possuir ligações polares, a molécula é apolar pois a geometria molecular conduz a uma distribuição de carga elétrica simétrica em torno do átomo de berílio. 8