Geometria Molecular - Polaridade das ligações

Geometria Molecular - Polaridade das ligações

A geometria molecular expressa a posição relativa dos núcleos dos átomos que formam uma molécula, por isso considera-se os átomos unidos a um átomo central.

Para determinar a geometria de uma molécula, utiliza-se a teoria da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência, elaborada por Ronald J. Gilespie. Segundo essa teoria, em uma molécula, os átomos ligados ao átomo central estão o mais afastado possível um do outro, devido à repulsão das cargas negativas (elétrons). Portanto, para prever a geometria molecular, deve-se, após determinar a estabilidade dos átomos por meio das ligações químicas, colocá-los numa disposição tal a afastá-los o máximo possível um do outro.

Moléculas diatômicas

Em uma molécula diatômica (apenas dois átomos) não há outra disposição possível que não seja formando ângulo de 180º ou seja, a molécula é linear.

Vamos ver alguns exemplos.

H₂, Cl₂, HCl, CO

Moléculas triatômicas, tetratômicas, etc.

Nesse caso, aplica-se a teoria das repulsões eletrônicas de Gilespie.

Vamos ver alguns exemplos:

CO₂, H₂O, BF₃, NH₃ e CH₄

Polaridade das ligações

O que determina o tipo de ligação entre dois átomos é a diferença de eletronegatividade entre eles. Quanto maior a diferença de eletronegatividade entre dois átomos, maior é o caráter iônico da ligação entre eles. Podemos dizer também que quanto menor a diferença de eletronegatividade, maior o caráter covalente da ligação.

Se a diferença de eletronegatividade entre dois átomos for maior que 1,6, a ligação será acentuadamente iônica; se for menor ou igual a 1,6,  será acentuadamente covalente.

Lembrando: eletronegatividade indica a força para atrair elétrons.

O quadro abaixo mostra os valores de eletronegatividade de elementos químicos, segundo Linus Pauling:

Numa ligação predominantemente iônica, o metal transfere definitivamente o elétron, adquirindo carga elétrica real positiva; o não metal recebe definitivamente o elétron adquirindo carga elétrica real negativa.

Na ligação predominantemente covalente, os elétrons compartilhados localizam-se mais próximos do átomo mais eletronegativo, que adquire, assim, carga elétrica parcial negativa. Esses elétrons localizam-se mais afastados do átomo menos eletronegativo, que adquire, assim, carga elétrica parcial positiva.

Carga elétrica parcial é representada pela letra grega delta .

A polaridade de uma ligação surge da diferença de eletronegatividade entre os átomos.

Vamos considerar os valores da eletronegatividade dos elementos Cl, H, F, Na (ver tabela de Linus Pauling):

Exemplo 1

Gás Cloro - substância altamente tóxica e bactericida, usada no tratamento da água. Apresenta fórmula Cl₂.

Exemplo 2

Ácido clorídrico - quando impuro é comercializado como ácido muriático, muito utilizado para limpeza. No estômago temos vários ácidos, sendo o mais concentrado o ácido clorídrico que, por isso, é também chamado de ácido do suco gástrico. Apresenta fórmula HCl.

Como a diferença de eletronegatividade entre os átomos é inferior a 1,6, a ligação entre H e Cl é predominantemente covalente. Porém, o par de elétrons compartilhados localiza-se mais próximo do Cl, por ser esse mais eletronegativo que o H, adquirindo assim carga elétrica parcial negativa, e o hidrogênio, positiva:

H - Cl 3,0 - 2,1 = 0,9

Quando a diferença de eletronegatividade é diferente de zero e inferior a 1,6, a ligação é denominada ligação covalente polar.

Exemplo 3

Fluoreto de sódio - substância usada como anticárie nas pastas de dente. Apresenta fórmula NaF.

NaF  4,0 - 0,9 = 3,1

Na⁺F^-

Como a diferença de eletronegatividade é maior que 1,6, a ligação é predominantemente iônica, ou seja, o Na perde definitivamente o elétron adquirindo carga elétrica real positiva e o F recebe definitivamente o elétron adquirindo carga elétrica negativa.

Resumindo

Forma-se ligação covalente polar se houver diferença de eletronegatividade entre os átomos ligados; ocorre essencialmente nas substâncias moleculares compostas.

Forma-se ligação covalente apolar se não houver diferença de eletronegatividade entre os átomos ligados; ocorre nas substâncias moleculares simples.

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