Geometria molecular

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Geometria molecular da água

Geometria molecular é o estudo de como os átomos estão distribuídos espacialmente em uma molécula. Esta pode assumir várias formas geométricas, dependendo dos átomos que a compõem. As principais classificações são linear, angular, trigonal plana, piramidal e tetraédrica. É um parâmetro de importância fundamental para a previsão da polaridade de uma molécula.1

Para se determinar a geometria de uma molécula, é preciso conhecer a teoria da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência.

Índice

Teoria da repulsão dos pares eletrônicos [editar]

Baseia-se na ideia de que pares eletrônicos da camada de valência de um átomo central, estejam fazendo Ligação química ou não, se comportam como nuvens eletrônicas que se repelem, ficando com a maior distância angular possível uns dos outros. Uma nuvem eletrônica pode ser representada por uma ligação simples, dupla, tripla ou mesmo por um par de elétrons que não estão a fazer ligação química. Essa teoria funciona bem para moléculas do tipo ABx, em que A é o átomo central e B é chamado elemento ligante. De acordo com essa teoria, os pares de elétrons da camada de valência do átomo central (A) se repelem, produzindo o formato da molécula.

Assim, se houver 2 nuvens eletrônicas ao redor de um átomo central, a maior distância angular que elas podem assumir é 180 graus. No caso de três nuvens, 120 graus etc., sendo que é de extrema importância analisar se a ligação é covalente ou iônica.

A ligação H2O é polar e os átomos separados são muito eletronegativos; a geometria molecular da água é angular, pois existe uma alta repulsão eletrônica entre os dois pares de elétrons livres no oxigênio e a ligação. A fim de conhecimento, a ligação H O é extremamente eletronegativa.

Tipos de geometria molecular [editar]

Existe a geometria angular; geometria piramidal trigonal; e a geometria tetraédrica, depois existem a geometria linear que é composta pela ligação covalente simples, ligação covalente dupla e ligação covalente tripla.

  • Linear: Acontece em toda molécula biatômica (que possui dois átomos) ou em toda molécula em que o átomo central possui no máximo duas nuvens eletrónicas em sua camada de valência. Exemplo: Ácido clorídrico (HCl) e gás carbônico (CO2).
  • Trigonal plana ou triangular: Acontece somente quando o átomo central tem três nuvens eletrónicas em sua camada de valência. Estas devem fazer ligações químicas, formando um ângulo de 120 graus entre os átomos ligados ao átomo central. Obs: caso duas das nuvens eletrónicas forem de ligações químicas e uma de elétrons não ligantes a geometria é angular, como descrita abaixo. O ângulo é de 120º
  • Angular: Acontece quando o átomo central tem três ou quatro nuvens eletrônicas em sua camada de valência. No caso de três, duas devem estar fazendo ligações químicas e uma não, formando um ângulo de 120 graus entre os átomos ligantes. Quando há quatro nuvens, duas devem fazer ligações químicas e duas não, formando um ângulo de 104° 34' (104,45°) entre os átomos.
  • Tetraédrica: Acontece quando há quatro nuvens eletrónicas na camada de valência do átomo central e todas fazem ligações químicas. O átomo central assume o centro de um tetraedro regular. Ângulo de 109º 28'
  • Piramidal: Acontece quando há quatro nuvens eletrônicas na camada de valência do átomo central, sendo que três fazem ligações químicas e uma não. Os três átomos ligados ao átomo central não ficam no mesmo plano. O ângulo é de 107°. O exemplo mais citado é o açúcar do macarrão
  • Bipiramidal: Acontece quando há cinco nuvens eletrónicas na camada de valência do átomo central, todas fazendo ligação química. O átomo central assume o centro de uma bipiramide trigonal, sólido formado pela união de dois tetraedros por uma face comum. Como exemplo cita-se a molécula PCl5. Os ângulos entre as ligações são 120 graus e 90 graus.
  • Octaédrica: Acontece quando há seis nuvens eletrónicas na camada de valência do átomo central e todas fazem ligações químicas formando ângulos de 90 graus e 180 graus.

Tabela de geometria molecular [editar]

Domínios eletrônicos D.E. ligantes D.E. não ligantes Geometria Ângulo das ligações Exemplo Imagem
2
2
0
linear
180°
CO2
Linear-3D-balls.png
3
3
0
trigonal plana
120°
BF3
Trigonal-3D-balls.png
3
2
1
angular
120° (119°)
SO2
Bent-3D-balls.png
4
4
0
tetraédrica
109.5°
CH4
AX4E0-3D-balls.png
4
3
1
piramidal
109.5° (107.5°)
NH3
AX3E1-3D-balls.png
4
2
2
angular
109.5° (104.5°)
H2O
Bent-3D-balls.png
5
5
0
bipiramidal trigonal
90°, 120°
PCl5
Trigonal-bipyramidal-3D-balls.png
5
4
1
gangorra
180°, 120° (173.1°, 101.6°)
SF4
AX4E1-3D-balls.png
5
3
2
forma de T
90°, 180° (87.5°, < 180°)
ClF3
AX3E2-3D-balls.png
5
2
3
linear
180°
XeF2
AX2E3-3D-balls.png
6
6
0
octaédrica
90°
SF6
AX6E0-3D-balls.png
6
5
1
piramidal quadrada
90° (84.8°)
BrF5
AX5E1-3D-balls.png
6
4
2
quadrada plana
90°
XeF4
Square-planar-3D-balls.png
7
7
0
bipiramidal pentagonal
90°, 72°
IF7
Pentagonal-bipyramidal-3D-balls.png

Ver também [editar]

Referências

  1. VALENTE, Mário; MOREIRA, Helena. (out/nov 2006). Estrutura de Lewis e Geometria Molecular... mas não necessariamente por essa ordem!. Sociedade Portuguesa de Química. Página visitada em 20 jan 2013.


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