Capítulo QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Geometria molecular Geometria molecular é a expressão para.
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Capítulo 9 QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Geometria molecular Geometria molecular é a expressão para designar a maneira como os núcleos dos átomos que constituem a molécula, se acham posicionados uns em relação aos outros. Para se determinar a geometria de uma molécula usa-se o método elaborado pelos químicos ingleses Nevil Sidgwick e Herbert Powell e aperfeiçoado e divulgado pelo canadense Ronald Gillespie. QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Geometria molecular Ele se baseia no modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR – valence-shell electron-pair repulsion). Ao redor do átomo central, os pares eletrônicos ligantes e não ligantes se repelem, tendendo a ficar tão afastados quanto possível. Com esse afastamento máximo, a repulsão entre os pares eletrônicos será mínima e, portanto, a estabilidade da molécula, como um todo, será máxima. QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares EDUARDO CANTO Geometria molecular QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares EDUARDO CANTO Geometria molecular QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Eletronegatividade Eletronegatividade é a tendência que o átomo de um determinado elemento apresenta para atrair elétrons, num contexto em que se acha ligado a outro(s) átomo(s). É de particular interesse a atração exercida sobre os elétrons envolvidos ADILSON SECCO na ligação química. QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Ligações polares e apolares Uma ligação covalente será polar sempre que os dois átomos que estabelecem essa ligação covalente possuírem diferentes ADILSON SECCO eletronegatividades. QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Ligações polares e apolares Uma ligação covalente será apolar sempre que os dois átomos que estabelecem essa ligação covalente possuírem a mesma ADILSON SECCO eletronegatividade. QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Polaridade das moléculas A polarização da ligação apresenta uma direção, um sentido e uma intensidade. Assim, a polarização pode ser representada por um vetor. Vetor momento de dipolo ou momento dipolar () é aquele que representa a polarização de uma ligação covalente. Direção do vetor: é a mesma direção da reta que passa pelo núcleo dos átomos que tomam parte na ligação considerada. QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Polaridade das moléculas Sentido do vetor: é orientado no sentido do polo positivo para o negativo. Intensidade do vetor: depende da diferença de eletronegatividade entre os átomos. A polaridade de uma molécula com mais de dois átomos é expressa pelo vetor momento de dipolo resultante (R). Se ele for nulo, a molécula será apolar e, caso contrário, polar. QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Polaridade das moléculas QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Polaridade das moléculas QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Polaridade e solubilidade Soluto polar tende a se dissolver bem em solvente polar. Gasolina Água Substância apolar não tende a se dissolver bem em solvente polar. QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO ADILSON SECCO ADILSON SECCO ADILSON SECCO Soluto apolar tende a se dissolver bem em solvente apolar. Etanol + Água Substância polar tende a se dissolver bem em solvente polar. Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Gasolina + Querosene Substância apolar tende a se dissolver bem em solvente apolar. Interações dipolo-dipolo Nas moléculas polares, a extremidade negativa de uma molécula atrai a extremidade positiva de outra molécula vizinha, o mesmo ocorrendo com sua parte positiva, que interage atrativamente com a parte negativa de outra molécula vizinha. Essa força de atração entre os dipolos das moléculas é chamada de interação dipolo permanente-dipolo permanente, interação dipolo-dipolo ou, ainda, interação dipolar. QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Interações dipolo-dipolo São as interações dipolo permanente-dipolo permanente que mantêm as moléculas de uma substância polar unidas no ADILSON SECCO estado sólido ou líquido. Representação das interações dipolo permanente-dipolo permanente, que unem as moléculas de uma substância polar. QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Ligações de hidrogênio Quando em uma molécula existir hidrogênio ligado a um átomo pequeno e muito eletronegativo (F, O e N), haverá uma grande polarização dessa ligação, produzindo no hidrogênio um intenso polo positivo. Essa polarização faz o hidrogênio interagir com o par de elétrons de outra molécula vizinha, resultando numa interação extraordinariamente forte entre as moléculas, chamada de ligação de hidrogênio. É uma interação mais forte que as do tipo dipolo-dipolo. QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Ligações de hidrogênio No fluoreto de hidrogênio, na água e na amônia, sólidos ou ADILSON SECCO líquidos, são essas forças que mantêm as moléculas unidas. QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Interações dipolo instantâneo-dipolo induzido Se, em uma molécula apolar, durante uma pequena fração de segundo, sua nuvem eletrônica estiver um pouco mais deslocada para um dos extremos da molécula, foi criado um ADILSON SECCO dipolo instantâneo. Uma distorção momentânea da nuvem eletrônica produz um dipolo instantâneo… QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Interações dipolo instantâneo-dipolo induzido A extremidade positiva desse dipolo atrai os elétrons da molécula vizinha, na qual, por sua vez, também aparece um dipolo, chamado de dipolo induzido, ou seja, provocado pela ADILSON SECCO primeira molécula. … que induz o aparecimento de um dipolo na molécula vizinha. QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares As forças moleculares têm diferentes intensidades Comparando moléculas com tamanhos e massas parecidos, pode-se afirmar que a intensidade dos diferentes tipos de forças intermoleculares varia na seguinte ordem: Dipolo instantâneo-dipolo induzido Dipolo permanente-dipolo permanente Ligações de hidrogênio Aumenta a intensidade das forças intermoleculares QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Esquematizando Molécula pode ser pode ser Apolar Polar se Não tem H diretamente ligado a F, O ou N interage com outras moléculas iguais por interage com outras moléculas iguais por Dipolo instantâneo-dipolo induzido QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Dipolo permanente-dipolo permanente Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares se Tem H diretamente ligado a F, O ou N interage com outras moléculas iguais por Ligações de hidrogênio Ligações intermoleculares e ponto de ebulição Quando uma substância molecular passa do estado sólido (ou líquido) para o estado gasoso, ocorre o rompimento de ligações intermoleculares. Por que as substâncias moleculares têm diferentes pontos de ebulição? Isso depende basicamente de dois e o tipo de força intermolecular existente na substância. QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares ADILSON SECCO fatores: o tamanho da molécula Ligações intermoleculares e ponto de ebulição O ponto de ebulição (P.E.) aumenta à medida que aumenta a ADILSON SECCO massa da molécula. QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Ligações intermoleculares e ponto de ebulição O HF, apesar de ter moléculas mais leves que HCl, HBr e HI, apresenta P.E. superior ao deles devido às ligações de ADILSON SECCO hidrogênio entre suas moléculas. QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares Ligações intermoleculares e ponto de ebulição Em substâncias constituídas por moléculas apolares, é o tamanho crescente (massa molecular crescente) que CH4 < SiH4 < GeH4 < SnH4 QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares ADILSON SECCO determina a ordem crescente dos P.E. Ligações intermoleculares e ponto de ebulição No caso das substâncias HCl, HBr, HI e HF constituídas por sequência HCl, HBr e HI. HCl < HBr < HI < HF QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Capítulo 9 – Geometria molecular e ligações químicas intermoleculares ADILSON SECCO moléculas polares, o HF apresenta um alto P.E. e destoa da ANOTAÇÕES EM AULA Autores: Eduardo Leite do Canto e Francisco Miragaia Peruzzo Editores: André Jun, Fabiana Eiko S. Asano e Paula Yumi Hirata Coordenação de produção: Maria José Tanbellini Revisão: Aline Souza, Miguel Facchini, Ramiro Morais Torres Diagramação: Mamute Mídia EDITORA MODERNA Diretoria de Tecnologia Educacional Editora executiva: Gabriela Dias Coordenadora editorial: Ivonete Lucirio Coordenador de projetos: Cristiano Galan Editora: Natália Coltri Fernandes Editor assistente de arte: Eduardo Bertolini Assistente editorial: Mayra Kallás Assistentes de arte: Adailton Brito, Ana Maria Totaro, Caroline Almeida, Valdeí Prazeres Iconografia: Maria Clara Antonelli, Rafael Galvão Revisão: Luiz Alberto de Andrade, Mariana Nascimento © Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Todos os direitos reservados. EDITORA MODERNA Rua Padre Adelino, 758 – Belenzinho São Paulo – SP – Brasil – CEP: 03303-904 Vendas e atendimento: Tel. (0__11) 2602-5510 Fax (0__11) 2790-1501 www.moderna.com.br 2012 QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO FIM