Universidade Federal do Tocantins

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1 Universidade Federal do Tocantins Ligação Covalente e Geometria Molecular: Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons no Nível de Valência (RPENV) enicolau@uft.edu.br Blog: profedenilsonniculau.wordpress.com Prof. Dr. Edenilson dos Santos Niculau

2 Introdução geral 2 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.

3 Formas espaciais moleculares 3 Considere o CCl 4 : no nosso modelo experimental, verificamos que todos os ângulos de ligação Cl-C-Cl são de 109,5 C. Consequentemente, a molécula não pode ser plana. Todos os átomos de Cl estão localizados nos vértices de um tetraedro com o C no seu centro.

4 Arranjo de elétrons Bipirâmidal pentagonal 4

5 O modelo RPENV (Repulsão do Par de Elétrons no Nível de Valência) Elétrons em um par isolado ou uma ligação repele umas às outras Regra: 1. Regiões com elétrons (ligações e pares isolados) organizam-se de tal forma quea distância entre os pares de elétrons seja maximizada. 2. Não há distinção entre ligações simples e múltiplas 5

6 O modelo RPENV (Repulsão do Par de Elétrons no Nível de Valência) Para determinar o arranjo: Desenhe a estrutura de Lewis, Conte o número total de regiões de elétrons (ligantes e isolados) ao redor do átomo central, Ordene as regiões de elétrons (ligantes e isolados) em arranjos para minimizar as repulsões. 6

7 Arranjo de elétrons Cloreto de berílio (BeCl 2 ) Linear Qual o ângulo entre Cl-Be-Cl? Trifluoreto de boro. Qual o ângulo em F-B-F? Estrutura de Lewis trigonal plana 7

8 Exemplos Pentacloreto de fósforo (PCl 5 ) [Estrutura de Lewis] Bipirâmide trigonal (Geometria molecular) Hexafloureto de ensofre (SF 6 ) [Estrutura de Lewis] Octaédrica (Geometria molecular) 8

9 Exemplos Íon carbonato (Estrutura de Lewis) Íon carbonato (Geometria molecular) Eteno (Estrutura de Lewis) Eteno (Geometria molecular) 9

10 10 Moléculas contendo pares de elétrons isolados Regra: 1. Regiões com elétrons (ligações e pares isolados) organizam-se de tal forma quea distância entre os pares de elétrons seja maximizada. 2. Não há distinção entre ligações simples e múltiplas 3. Toda região de elétron é incluída no arranjo de elétron, mas SOMENTE as posições do átomos são consideradas quando se dá a forma espacial.

11 11 Moléculas contendo pares de elétrons isolados Estrutura de Lewis Arranjo eletrônico Forma (geometria molecular) Ângulo da ligação entre H-O-H? 107,5 em vez de 109,5, Por quê?

12 12 Moléculas contendo pares de elétrons isolados Linear Angular Trigonal plana Pirâmide trigonal Formato T Tetraédrica Gangorra Quadrado planar Bipirâmidal trigonal Pirâmidal quadrada Octédrica Bipiramidal pentagonal Formas espaciais de moléculas simples e seus ângulos de ligação.

13 13 Regra: 1. Regiões com elétrons (ligações e pares isolados) organizam-se de tal forma quea distância entre os pares de elétrons seja maximizada. 2. Não há distinção entre ligações simples e múltiplas 3. Toda região de elétron é incluída no arranjo de elétron, mas SOMENTE as posições dos átomos são consideradas quando se dá a forma espacial. 4. As forças de repulsões são exercidas na ordem: par isolado-par isolado > par isolado-par ligante > par ligante-par ligante

14 14 Moléculas contendo pares de elétrons isolados: Fórmula RPENV Uma fórmula comum, a fórmula RPENV, é frequentemente usado para identificar o arranjo dos átomos (X n ) e pares isolados (E m ) em torno de um átomo (A) AX n E m O A H X E m m =2 AX 2 E 2 Pentacloreto de fósforo (PCl 5 ) P A Cl X AX 5 C A H X AX 3 (para um carbono da extremidade)

15 15 Moléculas contendo pares de elétrons isolados: Fórmula RPENV AX n E m Prediga a forma de SeCl 4 1. Estrutura de Lewis 2. Fórmula RPENV 3. Determine o arranjo de elétrons 4. Identifique a forma básica Se AX 4 E Bipirâmidal trigonal Gangorra Ligação axial Ligação equatorial

16 Referências sugeridas para o aluno ATKINS, P.; JONES, J. Princípios de Química. Tradução de Ricardo Bicca de Alencastro. 3. ed. Porto Alegre: BOOKMAN, p. 2. BROWN, T. L.; LeMAY, H. E.; BURSTEN, B. E.; BURDGE, J. R. Química : A ciência central. Tradução de Robson Mendes Matos. 9. ed. São Paulo : Person Prentice Hall, CHANG, R.; GOLDSBY, K. A. Química, 11ª ed, MacGrall-Hill Education, RUSSEL, J.B. Química Geral, MacGrall-Hill Ltda. São Paulo. 5. BRADY, J & HUMISTON, G.E. Química Geral. Ed. Livros Técnicos Científicos, Rio de Janeiro, 1981.