CIÊNCIAS DA NATUREZA - QUÍMICA Prof. Adriana Strelow 1º Ano - 2017 Geometria molecular : Forma como os átomos estão espacialmente dispostos em uma molécula. A geometria de uma molécula depende do número de átomos participantes e, quando existe um átomo central, da quantidade de elétrons não envolvidos em ligações na última camada deste (os elétrons exercem repulsão entre si). As ligações covalentes são formadas por pares de elétrons. Ocorre então repulsão entre ligações, entre elétrons livres e entre ligações e elétrons livres. Moléculas com dois átomos iguais ou diferentes (diatômicas) : Ex.: O 2, HCl, H 2 O O H Cl H H A molécula será linear. O ângulo entre as ligações será de 180º. Exemplos: Moléculas com três átomos (triatômicas) : O átomo central não apresenta elétrons livres : a molécula será linear. O ângulo entre as ligações será de 180º. Ex.: HCN, CO 2 H - C N O = C = O O átomo central apresenta par ou pares de elétrons livres : a molécula será angular. O ângulo entre as ligações será tanto menor quanto maior for o número de elétrons não envolvidos em ligações na última camada do átomo central. Polígrafo 6 Página 1
Exemplos: H 2 O, SF 2 Moléculas com quatro átomos: O átomo central não apresenta elétrons livres : a molécula será trigonal plana. Os ângulos serão de 120º entre as ligações. Ex.: H 2 CO, BH 3 O átomo central apresenta par ou pares de elétrons livres : piramidal ou pirâmide trigonal (03 lados). Ex.:NH 3, PH 3 Moléculas com cinco átomos As quatro ligações se distribuirão no espaço de maneira a diminuir ao máximo a repulsão entre elas e a geometria será tetraédrica com o átomo central ocupando o centro do sólido geométrico. Polígrafo 6 Página 2
Ex.:CH 4, CCl 4, Polaridade das Ligações POLOS: presença de cargas em determinada região LIGAÇÔES IÔNICAS: Toda ligação Iônica é POLAR. Na + Cl - cargas (polos) reais TRANSFERÊNCIA DE ELÉTRONS LIGAÇÕES COVALENTES A polaridade estará relacionada com a diferença de eletronegatividade e a consequente deformação da nuvem eletrônica. Ligação covalente entre átomos de um mesmo elemento químico APOLAR Ligação covalente entre átomos de elementos químicos diferentes - POLAR Polaridade das Moléculas : Para moléculas diatômicas em que não há diferença de eletronegatividade: MOLECULA APOLAR (distribuição simétrica das cargas elétricas) Para moléculas diatômicas em que há diferença de eletronegatividade: MOLECULA POLAR (distribuição assimétrica das cargas elétricas) Polígrafo 6 Página 3
Determinação da polaridade em moléculas maiores: Pode se determinar a polaridade de uma molécula através do vetor momento dipolar resultante Exercício: 1. De acordo com a Teoria da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência, os pares de elétrons em torno de um átomo central se repelem e se orientam para o maior afastamento angular possível. Considere que os pares de elétrons em torno do átomo central podem ser uma ligação covalente (simples, dupla ou tripla) ou simplesmente um par de elétrons livres (sem ligação). Com base nessa teoria, é correto afirmar que a geometria molecular do dióxido de carbono (CO 2 ) é: a) trigonal plana; b) piramidal; c) angular; d) linear e) tetraédrica Polígrafo 6 Página 4
2. Determine a polaridade das seguintes moléculas : 3. A respeito das moléculas de CS 2 e H 2 S, é incorreto afirmar que: a) CS 2 apresenta geometria linear. b) CS 2 é uma molécula apolar. c) H 2 S é uma molécula polar. d) H 2 S tem geometria angular. e) CS 2 tem geometria piramidal. Polaridade e Solubilidade Semelhante dissolve semelhante. Soluto polar tende a dissolver bem em solvente polar. Soluto apolar tende a dissolver bem em solvente apolar. Polígrafo 6 Página 5
Forças de Interação Intermoleculares : Forças de interação que ocorrem entre as moléculas, responsáveis pela ocorrência dos três estados físicos, sem elas só existiriam gases. São de três tipos: Força de Van der Waals :Dipolo permanente ou dipolo-dipolo Dipolo induzido ou força de London Ligação de Hidrogênio ou Ponte de Hidrogênio Dipolo-Dipolo : Ocorre entre moléculas polares. Força de atração entre dipolos, positivos e negativos. Ex: HCl Dipolo Induzido Ocorre em todas as substâncias apolares, no estado sólido ou líquido. A nuvem eletrônica das substâncias apolares é uniforme. Essa nuvem pode sofrer deformação por ação externa (pressão, temperatura), o que induz à formação de dipolos. Ex.: F 2, Cl 2, Br 2, I 2, hidrocarbonetos Ligação de Hidrogênio São interações que ocorrem entre moléculas que apresentem H ligados diretamente a um dos três elementos mais eletronegativos : F O ou N. Ex.: H 2 O, HF, NH 3 Polígrafo 6 Página 6
Comportamento anômalo da água : A água líquida é a única substância comum que se expande quando congela. No estado líquido cada molécula de água está rodeada por outras quatro,formando uma rede cristalina característica. No gelo a rede cristalina apresenta grandes espaços hexagonais, que explicam a baixa densidade do gelo. água sólida água líquida Forças Intermoleculares e Temperatura e fusão e ebulição Polígrafo 6 Página 7
Exercícios : 1. (PUCRS) A água e a gasolina não se misturam, formando um sistema bifásico, porque: (A) suas densidades são diferentes (B) suas estruturas apresentam grupos hidrófobos (C) suas viscosidades são diferentes (D) suas forças intermoleculares são de mesma natureza (E) suas moléculas apresentam polaridades diferentes 2. (FATEC SP) Um iceberg é formado por moléculas por moléculas de água que se mantêm fortemente unidas por meio de interações do tipo: (A) dipolo induzido-dipolo permanente. (B) dipolo instantâneo-dipolo induzido. (C) ligações covalentes dativas. (D) ligações covalentes. (E) ligações de hidrogênio. 3. (UNIRIO RJ) A mãe de Joãozinho, as lavar a roupa do filho após uma festa, encontrou duas manchas na camisa: uma de gordura e outra de açúcar. Ao lavar apenas com água, ela verificou que somente a mancha de açúcar desapareceu completamente. De acordo com a regra segundo a qual semelhante dissolve semelhante, assinale a opção que contém a força intermolecular responsável pela remoção do açúcar na camisa do Joãozinho. (A) ligação iônica. (B) ligação metálica. (C) ligação covalente polar. (D) forças de London. (E) ponte de hidrogênio. 4. (Univ. Estácio de Sá RJ) Considere um mecânico com as mãos sujas de graxa (derivado do petróleo). O melhor solvente para remoção desta graxa é: (A) água (D) água com sal (salmoura) (B) gasolina (E) álcool comum (C) vinagre 5. Em relação ao metano (CH 4 ) e ao dióxido de carbono (CO 2 ), pode-se dizer que a forma geométrica de cada um desses compostos, respectivamente, é. a) tetraédrica e linear. b) tetraédrica e quadrática planar. c) tetraédrica e trigonal planar. d) quadrática planar e trigonal planar. e) quadrática planar e linear. 6. Em relação à polaridade de suas moléculas, é correto afirmar que NH 3, CO 2 e SO 3 são, respectivamente, a) apolar, apolar e polar. b) polar, polar e apolar. c) polar, apolar e polar. d) polar, apolar e apolar. e) apolar, polar e apolar. Polígrafo 6 Página 8