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

H2 H - H

HCl H - Cl

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





Fórmula
Molecular

Pares eletrônicos
livres do átomo central

Geometria molecular

Exemplo

    

BeH2
 

H2O

ausência

Linear

presença

Angular

BF3

 

NH3

ausência

Trigonal Plana

presença

Piramidal

CH4

ausência

Tetraédrica

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):

Eletronegatividade

Cloro = 3,0

Hidrogênio = 2,1

Flúor = 4,0

Sódio = 0,9

Exemplo 1

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

Cl - Cl
3,0 - 3,0 = 0

Quando a diferença de eletronegatividade entre os dois átomos é igual a zero, a ligação é 100% covalente e é denominada ligação covalente apolar.

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.

Sumário

- Geometria Molecular
i. Moléculas diatômicas
ii. Moléculas triatômicas, tetratômicas etc
- Polaridade das ligações
- Polaridade das Moléculas
i. Molécula com forma geométrica linear
ii. Molécula com forma geométrica angular
iii. Molécula com forma geométrica piramidal
iv. Molécula com forma geométrica tetraédrica
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