[Música] Olá alunos seja bem-vindo a mais uma aula de química E hoje nós vamos tentar discutir com um pouco mais de detalhamento a geometria das moléculas esta aula vem logo após da aula em que nós tratamos um pouco melhor sobre as ligações químicas e nós discutimos naquela oportunidade que os átomos buscam ter uma configuração eletrônica é que eles confiram maior é estabilidade e isso pode ser alcançado quando eles ficam com oito elétrons nas suas camadas de Valência isso vale principalmente para os elementos que estão nos blocos s e p há duas formas dos átomos se
ligarem para buscar a estabilidade então nós estudamos um primeiro processo onde ocorre de transferência de elétrons ou seja um dos participantes perde elétrons e o outro ganha Lembrando que o elétron tem uma carga negativa nós temos a formação de espécies carregadas que se chamam íons portanto a transferência de elétrons da origem a ligação que nós conhecemos como ligação iônica porém há uma outra possibilidade e os átomos podem compartilhar pares de elétrons Principalmente quando os átomos envolvidos têm a tendência de ganhar elétrons nesse caso o compartilhamento de pares eletrônicos leva a formação da ligação covalente e
consequentemente a formação de moléculas na aula de hoje A ideia é estudar um pouco mais a forma espacial dessas moléculas uma vez que a geometria molecular tem implicações bastante relevantes para a descrição das propriedades físicas químicas da substâncias Então hoje nós vamos lidar com um método que nos permite prever a geometria das moléculas e esse método se chama repulsão dos pares eletrônicos do nível de Valência A ideia é considerar os elétrons na camada mais externa a camada de valência imaginando que eles vão se repelir mutuamente uma vez que se tratam de cargas negativas e este
será o foco conceitual da aula de hoje vamos começar imaginando que os pares de elétrons ocupam nuvens e essas nuvens nesse slide estão representados por balões então nós temos bexigas representando as nuvens de elétrons em quantidades crescentes que variam de duas bexigas até seis bexigas ou seja nós vamos estudar a maior capacidade possível de espaçamento dessas bexigas Lembrando que elas representam nuvens de elétrons começando com dois e chegando até 6 bexigas Então nós vamos chegar à conclusão de como que a gente consegue afastar ao máximo dois pares de elétrons até seis pares de elétrons e
do ponto de vista geométrico considerando as três dimensões do espaço nós temos as seguintes possibilidades o maior afastamento possível de duas de dois elementos quaisquer que se repelem por exemplo os elétrons a uma geometria linear com três alma Geometria na forma de um triângulo com quatro eu já preciso ir para o espaço Ou seja a melhor solução não são os vértices de um quadrado mas sim este formato que a gente chama de tetraedro com 5 eu coloco três elementos num plano aqui que eu vou chamar do Equador um para cima um para baixo e se
eu tiver um sexto elemento eu coloco eles agora sim no vértice de um quadrado e dois um para cima outro para baixo levando a maior separação possível entre 6 elementos esquecendo um pouco agora que nós não vamos trabalhar com bexigas mas sim com átomos vamos verificar nesta figura uma forma um pouco mais fidedigna a representação da organização espacial de algumas moléculas que de novo terão a geometria de linear até octaedrica então novamente se eu tiver que separar dois átomos ao redor de um átomo central a melhor opção é a geometria linear que me oferece um
ângulo de separação de 180 graus se eu tiver que fazer agora a separação de três outros átomos ao redor do átomo Central eu utilizo a geometria planar trigonal o que me oferece uma um ângulo de separação de 120 graus com quatro Agora sim o esforço muda eu não vou alocar esses quatro elementos em Verde ao redor do átomo Central utilizando os vértices de um quadrado mas sim eu vou utilizar um tetraedro que me dá a possibilidade de ter um ângulo de separação de 109,5 graus com 5 elementos eu tenho a geometria chamada de piramidal trigonal
uma vez que eu tenho aqui no plano do Equador três elementos dispostos nos vértices de um triângulo o quarto elemento para cima um Quinto Elemento para baixo Então eu tenho uma pirâmide trigonal para cima uma pirâmide trigonal para baixo Então essa geometria se chama de piramidal trigonal e por fim se eu tiver que ao redor do átomo Central isolar ao máximo 6 outros átomos aqui em verde eu tenho a estrutura de um octaedro então no plano Equatorial Eu tenho quatro elementos nos vértices de um quadrado o quinto para cima e o sexto para baixo os
ângulos de separação da pirâmide trigonal no plano Equatorial são de 120 graus e se eu pegar o ângulo de separação entre este elemento para cima e o qualquer um do plano eu tenho 90 graus por fim no octaedro qualquer um dos ângulos de separação é igual a 90 graus Então essas formas geométricas são as formas de base que eu consigo causar a maior separação possível entre nuvens eletrônicas que vão se repelir vamos pegar alguns exemplos agora para gente imaginar como que isso se configura quando eu lido com estruturas de Lewis Então eu tenho o hidreto
de berílio o berílio funcionando como um átomo Central os átomos de hidrogênio são átomos que rodeiam este átomo Central Eu tenho um para eletrônico aqui um segundo aqui ambos ligados dois pares de elétrons a maior o maior afastamento possível de 180 graus se dará se essa molécula assumir a geometria linear se agora eu fizer o mesmo raciocínio para o trifloreto de boro nós teremos que o boro é o átomo Central na estrutura de Lewis eu tenho três átomos de flúor que vão rodear este átomo central a três pares de elétrons participando das ligações covalentes então
o maior afastamento possível que eu consigo impor a três nuvens de elétrons que são essas ligações simples é na forma de um triângulo ou colocando eles nos vértices de um triângulo o que nos gera a geometria trigonal planar com 120 graus de separação entre cada um dos átomos de flúor o mais interessante vem agora que é quando eu tenho quatro pares de elétrons ao redor do átomo central e de novo eu insisto que nós não vamos utilizar os vértices de um quadrado os ângulos entre os vértices dos quadrados do quadrado dá uma separação de 90
graus por isso que é melhor utilizar o espaço ao utilizar o espaço eu consigo ter 109,5 graus de separação eu tenho dois para frente um aqui atrás e um para cima isso aqui é o que nós chamamos de tetraedro é a geometria básica quando eu tenho quatro pares de elétrons ao redor do átomo Central se nós somos agora pensar na geometria da molécula eu tenho que em cada vértice do metano que é essa molécula aqui eu tenho ligado um átomo de hidrogênio Então se agora a gente olhar essa nova representação por modelo químico nós vemos
que o átomo de carbono no centro Está representado com a bola preta as orientações das ligações que ele formam já estão na forma de um tetraedro e cada bolinha branca representa um dos hidrogênios ligados Então veja que biometria do metano é uma geometria tetraédrica Eu tenho dois hidrogênios para frente do plano um para trás do plano e o último para cima então a geometria de moléculas que envolvem carbono ligados com ligações simples com outros elementos assume a geometria tetraedrica agora e se um dos pares de elétrons não tiver participando da ligação ou seja e se
houver um par eletrônico isolado Mas temos que pensar que esse para eletrônico isolado também tem cargas negativas e ele também vai repelir os outros pares que estão ligados o caso o caso da desse slide representa a molécula de amônia e nós vemos o seguinte a três hidrogênios ligados ao redor do nitrogênio num raciocínio rápido a gente poderia assumir que isso assumiria a forma de um triângulo plano mas isso é errado porque porque ao redor do átomo de nitrogênio veja que o nitrogênio agora está representado com essa bolinha azul Eu tenho quatro pares de elétrons três
participam de ligação com hidrogênio que são as bolinhas brancas porém a um par de elétron que é esse que eu indico agora para cima que não tem nenhuma nenhum átomo ligado a ele ele é um par de elétrons isolados como que geometricamente eu vou afastar quatro elementos no espaço na forma de um tetraedro porém se eu olhar só as moléculas participantes A geometria da amônia vai ser uma vai ser uma pirâmide trigonal Então voltando nesse slide da amônia veja que essa é uma estrutura de pirâmide piramidal trigonal ou de pirâmide trigonal que deriva da estrutura
básica do tetraedro a água é outra molécula que tem uma geometria que é um pouco diferente da aquela que a gente espera se considerar somente os pares ligados eu tenho o átomo de oxigênio ligado a dois átomos de hidrogênio porém ao redor do átomo de oxigênio Eu tenho dois pares de elétrons isolados então ao todo ao redor deste átomo Central Eu tenho quatro pares de elétrons dois ligados e dois isolados de novo a separação máxima desses quatro pares de elétrons se dá na forma de um tetraedro Só que no caso da água há dois pares
de de elétrons sem nenhum átomo ligado portanto a geometria da água é angular e não linear como a gente poderia pensar o fato da geometria da água se angular terá consequências importantes que nós veremos nas próximas aulas se a gente comparar a as moléculas do metano da amônia e da água todas elas com seu átomo Central contendo quatro pares de elétrons ao seu redor nós vamos verificar que essas três geometrias derivam da geometria tetraedrica que tem um ângulo de separação de 109,5 graus agora as ligações tanto na amônia quanto no na água tem ângulos ligeiramente
menores isso fez a gente faz a gente concluir melhor dizendo que o par de elétron isolado ele Ocupa um maior volume no espaço de forma que ele aperta ele repele mais intensamente os pares que estão ligados então o ângulo de ligação nhn na Amônia é de 107,5 e na água a ligação hoh é de 104,5 ambas menores que 109,5 graus se não estivermos é átomos com mais de quatro pares de elétrons na no seu nível de Valência e isso é possível ainda que em moléculas que não são tão usuais no nosso dia a dia nós
vamos verificar que o primeiro passo é partir para cinco pares de elétrons de uma geometria que a Bi piramidal trigonal agora se nem todos os átomos que estão representados aqui em verdes estiverem presentes ou seja se houver pares de elétrons isolados eu posso ter ao remover um e manter um par de elétron isolado olhando só os átomos em verde e o átomo Central em vermelho aqui eu tenho a geometria gangorra se houver a remoção de um segundo átomo ligado com a formação de um segundo par de elétrons isolados já tem uma molécula aqui na forma
de um t e por fim se eu remover um terceiro par de elétrons perdão um terceiro átomo ligado resulta o terceiro par de elétrons isolados veja que eu vou ficar com a configuração linear algo similar ocorre com esse último caso quando um átomo Central pode ter até seis pares de elétrons o rodeando eu tenho uma geometria básica que a geometria do octaedro ao perder uma ligação eu tenho uma birâmide de base quadrada se nós olharmos aqui nesses quatro átomos eu tenho a base de um quadrado e aqui eu tenho vértice da pirâmide Então eu tenho
uma geometria que se chama piramidal quadrada se eu remover mais um e ficar só com quatro átomos ligados eu tenho uma geometria que se chama quadrado planar removendo mais um eu tenho de novo a geometria em forma de t e por último a geometria linear a última observação a ser feita na aula de hoje é e se houver ligações covalentes múltiplas entre os átomos participantes Nós temos que nos lembrar que entre dois núcleos atômicos o compartilhamento de um ou mais pares de elétrons vai ocupar a mesma região do espaço Então apesar de existirem mais pares
de elétrons nas ligações múltiplas para fins de geometria molecular ou seja para se usar esse método de previsão de geometria das moléculas eu conto esses pares múltiplos de elétrons como sendo um eu vou ter que repelir eles como se eles forem como se eles fossem um porque todos os pares ocupam o mesmo lugar no espaço então vejamos o seguinte exemplo nós já vimos na aula de hoje que o hidreto de berílio é uma molécula linear com 180 graus de separação entre os átomos de hidrogênio sendo o brilho Central se nós agora representarmos a molécula do
dióxido de carbono ou do gás carbônico nós vamos perceber algumas similaridades carbono é o átomo Central existem dois oxigênios ligados a ele só que por meio de duplas ligações como essa é uma ligação múltipla eu vou contar isso como um par a ser repelido por um outro par porque porque no espaço essas duplas ligações ocupam a mesma região Então eu tenho que repelir esta dupla desta dupla a melhor situação é um ângulo de 180 graus portanto a geometria molecular do gás carbônico é linear por fim o exemplo do trifloreto de boro que a gente também
já discutiu e dá uma geometria planar trigonal é verificada pro Ian poliatômico chamado de carbonato co3 aqui de novo eu tenho carbono rodeado por uma duas três quatro pares de elétrons Porém Aqui é uma dupla ligação Então na verdade para fins de geometria para fins de determinação geométrica eu vou considerar um dois três pares se repelindo e a melhor forma dele se repelirem é assumindo a geometria planar trigonal com isso na aula de hoje nós fechamos uma discussão que se iniciou lá na última aula quando nós vimos as ligações iônicas e covalentes as estruturas de
Lewis para representar o processo de transferência ou compartilhamento de elétrons e agora nós trabalhamos um pouco melhor com as estruturas das moléculas para verificar qual é o arranjo geométrico a dica é sempre determinar Qual é o átomo central e Quantos pares de elétrons os rodeiam sejam pares de elétrons que participam de ligações químicas ou pares de elétrons isolados por hoje é só até a próxima aula [Música] [Música] [Música]
