Geometria Molecular

Você sabia que a geometria molecular está relacionada à organização dos átomos dentro das moléculas? E que o tipo de geometria  é fundamental para determinar suas características? Então venha estudar conosco e aumentar seus conhecimentos para o Enem!

Antes de começarmos a revisar a geometria molecular, primeiro precisamos recordar o que são as ligações químicas. Elas são a união entre átomos para formar as substâncias. Basicamente sem as ligações químicas não haveria a formação de substâncias.

Os átomos podem se unir por meio de 3 tipos de ligações químicas:

a) ligação covalente: é o compartilhamento de elétrons entre átomos que querem ganhar elétrons.

b) ligação iônica: transferência de elétrons entre átomos que querem perder e ganhar elétrons.

c) ligação metálica: ocorre entre átomos que querem doar elétrons.

Como saber se um átomo quer ganhar ou doar elétrons?

A capacidade de um átomo de doar ou receber elétron depende da quantidade de elétrons que ele possui na camada de valência. Se ele tiver menos de 4 elétrons na camada de valência, ele tem a tendência de doar elétrons. Dizemos então que ele é um metal.

Já quando o átomo tem mais de 4 elétrons na camada de valência, ele tem a tendência de ganhar elétrons e dizemos que ele é um ametal.

Os 3 tipos de ligações faladas ali em cima contam com umas características especiais em relação aos metais e ametais:

ametal + ametal = ligação covalente

metal  + ametal = ligação iônica

metal + metal = ligação metálica

Exemplos:

Sal de cozinha (NaCl): formado por átomos de elementos químicos metálico (Na = sódio) e ametálico (Cl = cloro). A ligação entre os dois é uma ligação iônica.

Está com dúvidas? Assista aos nossos vídeos sobre ligações químicas para prosseguirmos no conteúdo.

Geometria Molecular

A geometria molecular explica como ocorre a organização espacial dos átomos dentro de uma molécula. Cada molécula apresenta uma forma geométrica característica da natureza das ligações e dos seus constituintes. O tipo de geometria de uma molécula é importante para identificar várias propriedades das substâncias.

Para determinar o tipo de geometria molecular deve-se conhecer o princípio da Teoria da Repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência, desenvolvida pelo cientista inglês Ronald James Gillespie.

Segundo esta teoria, o átomo central está rodeado por 2, 3, 4 ou mais pares de elétrons. Esses pares de elétrons existem ao redor do átomo central e orientam a geometria da molécula, prevendo ângulos entre as ligações e determinando a posição dos outros átomos em relação ao átomo central.

O átomo central determina a geometria da molécula, e para identificar qual elemento será considerado o átomo central, deve-se observar 2 enunciados:

a) realiza o maior número de ligações dentro de uma molécula.

b) se encontra em menor quantidade atômica.

Temos como exemplo a molécula de água: H2O

O átomo central será o oxigênio, pois se encontra em menor quantidade atômica, e necessita de 2 ligações para se estabilizar. O hidrogênio necessita apenas de 1 ligação para se estabilizar.

H —————— O ——————— H

Tipos de Geometria Molecular

A geometria linear representa a forma como os átomos de uma molécula estão posicionados quando se encontram ligados. A geometria é linear pois apresenta aspecto em linha. Para que ocorra essa estrutura, a molécula pode se apresentar como:

I) molécula diatômica: possui 2 átomos iguais ou diferentes. Como exemplo podemos citar: Cl2; H2; HCl.

aula geometria molecular

II) moléculas triatômicas: possuem 3 átomos e não deve sobrar elétrons ao redor do átomo central. Como exemplo temos o HCN (ácido cianídrico) formado por 3 átomos de elementos químicos diferentes, com as seguintes características:

a) hidrogênio: apresenta número atômico igual a 1 (possui 1 elétron na camada de valência) e realiza apenas 1 ligação.

b) carbono: possui 4 elétrons na camada de valência, assim, necessita realizar 4 ligações.

c) nitrogênio: possui 5 elétrons na camada de valência, necessitando fazer 3 ligações.

O átomo central é o Carbono, pois realiza o maior número de ligações, ficando a fórmula estrutural do HCN:

exemplo cianeto de hidrogenioA geometria angular pode ser encontrada em moléculas triatômicas e que possuem no mínimo, 3 nuvens eletrônicas (representa o espaço que está à volta do núcleo e onde os elétrons se movem. É a zona de probabilidade de encontrar os elétrons) no átomo central. Como exemplo temos a molécula da água. H2O

Na estrutura da água temos 3 átomos: 2 hidrogênios e 1 oxigênio. O átomo central é o oxigênio, pois realiza mais ligações (2). O hidrogênio só realiza 1 ligação. O oxigênio possui 6 elétrons na camada de valência e usa apenas 2 nas ligações. Portanto, sobram 2 pares de elétrons ao redor do átomo central.

geometria molecular da água
Fonte: mundoeducacao.bol.uol.com.br

 

A geometria trigonal plana ou triangular ocorre em moléculas formadas por 4 átomos, não sobrando pares de elétrons para serem compartilhados. Como exemplo temos o BF3. O átomo central é o Boro, que tem 3 eletrons na camada de valência. O flúor possui 7 elétrons na camada de valência. Assim não sobra pares de elétrons para serem compartilhados.

geometria triangular
Fonte: mundoeducacao.bol.uol.com.br

A geometria piramidal ocorre em moléculas formadas por 4 átomos, com par de elétrons não compartilhados, ou seja, não usados na ligação. Como exemplo temos a molécula de amônia; NH3.

O átomo central é o nitrogênio, que possui 5 elétrons na camada de valência. O hidrogênio possui 1 elétron apenas.

geometria piramidal
Fonte: mundoeducacao.bol.uol.com.br

A geometria tetraédrica ocorre em moléculas formadas por 5 átomos, como exemplo temos o metano: CH4. O carbono possui 4 elétrons na camada de valência, sendo o átomo central. Ele usa os 4 elétrons, não sobrando elétrons.

geometria tetraédrica
Fonte: mundoeducacao.bol.uol.com.br

 

Vamos ver um quadro com um resumo dos tipos de geometria molecular:

resumo geometria molecular

E para finalizar nossa aula, veja o vídeo e resolva os exercícios abaixo:

Vamos ver a resolução de um exercício

1- (Unifesp 2009) – Na figura, são apresentados os desenhos de algumas geometrias moleculares

geometrias moleculares

SO3, H2S e BeCl2 apresentam, respectivamente, as geometrias moleculares:

a) III, I e II.

b) III, I e IV.

c) III, II e I.

d) IV, I e II.

e) IV, II e I.

Resposta: e

Resolução:

SO3: Trigonal (porque não sobram pares de elétrons livres).

H2S: Angular (porque sobram pares).

BeCl2: Linear (porque não sobram pares).

2) (UPF 2016 ) Na coluna da esquerda, estão relacionadas as moléculas, e, na coluna da direita, a geometria molecular. Relacione cada molécula com a adequada geometria molecular.

A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

a) 3 – 2 – 5 – 1 – 4.

b) 3 – 4 – 5 – 1 – 2.

c) 1 – 4 – 5 – 3 – 2.

d) 3 – 4 – 2 – 1 – 5.

e) 1 – 2 – 3 – 4 – 5.

Resposta: b.

3) (UEL-PR) – A melhor representação para a fórmula estrutural da molécula de dióxido de carbono é

a) CO2

b) C = O = O

c) O = C = O

d) O – C – O

e) O C O

Resposta: c

Resolução: O carbono precisa de quatro elétrons para completar o octeto, ou seja, ele faz duas ligações com cada oxigênio. Como o carbono fica sem pares livres de elétrons, a geometria é linear.

Sobre o(a) autor(a):

Texto elaborado por Roseli Prieto, professora de Química e Biologia da rede estadual de São Paulo. Já atuou em diversas escolas públicas e privadas de Santos (SP). É Gestora Ambiental e Especialista em Planejamento e Gestora de cursos a distância.