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Biblioteca de Química
Curso: Biblioteca de Química > Unidade 9
Lição 4: Estruturas de Lewis e geometria molecular- Como desenhar a estrutura de Lewis
- Como desenhar estruturas de Lewis
- Exemplo resolvido: estrutura de Lewis do formaldeído (CH₂O)
- Exemplo resolvido: estrutura de Lewis do íon cianeto (CN⁻)
- Exemplo resolvido: estrutura de Lewis do difluoreto de xenônio (XeF₂)
- Exceções à regra de octeto
- Contar elétrons de valência
- Estrutura de Lewis
- Ressonância
- Ressonância e Fórmula de Lewis
- Carga formal
- Carga formal e Fórmula de Lewis
- Exemplo resolvido: uso de cargas formais para determinar estruturas de ressonância não equivalentes
- Ressonância e carga formal
- Teoria VSEPR para 2 eletrosferas
- Teoria VSEPR para 3 eletrosferas
- Mais sobre a fórmula de Lewis para dióxido de enxofre
- Teoria VSEPR para 4 eletrosferas
- Teoria VSEPR para 5 eletrosferas (parte 1)
- Teoria VSEPR para 5 eletrosferas (parte 2)
- Teoria VSEPR para 6 eletrosferas
- Polaridade molecular
- Teoria VSEPR
- Química Avançada 2015 - Discursiva 2d e 2e
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Polaridade molecular
Assim como as ligações, as moléculas também podem ser polares. Em uma molécula polar, a densidade eletrônica é distribuída de maneira desigual pela molécula, o que resulta em regiões de carga parcial negativa e regiões de carga parcial positiva. A polaridade molecular depende tanto das polaridades das ligações individuais quanto da geometria molecular, com esta última podendo ser prevista por meio da teoria VSEPR. Versão original criada por Jay.
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Transcrição de vídeo
RKA2G Agora que sabemos desenhar a estrutura de pontos
e sabemos prever a fórmula das moléculas, vamos usar isso para analisar
a polaridade das moléculas, usando o que chamamos de momento dipolo
ou momento dipolar. Para explicar isso, nós temos aqui
um próton com carga positiva e temos um elétron com uma carga negativa. Eles estão separados por uma distância
que vamos chamar de "d". E, como nós sabemos, o próton e o elétron
têm uma mesma intensidade de carga Q que é igual a 1,6 vezes 10⁻¹⁹. Então, é óbvio que, aqui, o próton
tem uma carga Q positiva e o elétron tem uma carga Q negativa. Se nós quisermos calcular o momento dipolar,
que representamos pela letra grega mi (μ), isso vai ser igual à intensidade da carga vezes a distância que nós colocamos aqui. Eu não quero entrar em matemática,
mas nós temos uma unidade de medida aqui que é o que nós chamamos de debyes.
Eu vou colocar isso como um D maiúsculo. Nós estamos mais preocupados em analisar
o momento dipolar em termos de estrutura molecular. Vamos olhar para esta estrutura de pontos aqui do HCl. Eu percebo que, nesta ligação covalente, nós temos dois elétrons (um aqui e também um aqui). Como sabemos, o cloro é mais eletronegativo
do que o hidrogênio, então, os dois elétrons que eu pintei vão se mover para esta direção aqui. Ou seja, esta seta aqui está apontando
a direção do movimento. O que eu quero dizer é que estes elétrons
estão se movendo para mais próximo deste cloro. Com isso, o cloro está ficando com maior densidade
e podemos representar essa carga. Com esses elétrons que ele está ganhando,
ele está ficando parcialmente negativo e eu posso representar pela parcial. E com isso, o hidrogênio vai ganhando
uma carga parcial positiva. Eu posso representar desta maneira.
Uma parcial positiva. E essa diferença cria a nossa polarização. E aí, esta parte da direita da molécula tem
um aumento de densidade de elétrons, ficando com uma parcial negativa. E a parte esquerda da molécula, que eu vou colocar
em outra cor, esta parte da esquerda aqui, tem uma perda de densidade de elétrons.
Com isso, ela fica com uma parcial positiva. Ou seja, o sinal negativo vem daqui
e o sinal positivo vem desta parte aqui. Olhando para a seta, nós temos
um pequeno sinal de mais aqui. É este pequeno sinal que dá
a distribuição da carga da molécula. Com isso, você tem dois pólos:
um pólo positivo e um pólo negativo. E, se você pensar nesses dois pólos como tendo
um centro de massa e uma distância entre eles, você pode calcular o momento dipolar para a molécula. Se você calcular o momento dipolar
para a molécula de HCl, você vai ter um momento dipolar igual a 1,11. Ou seja, 1,11 debyes. E, com isso,
nós temos uma molécula polarizada. Então, podemos dizer que a molécula
de HCl é relativamente polar. Camos fazer outro exemplo aqui.
Vamos fazer do dióxido de carbono. Eu sei que essa molécula tem uma forma linear. E, se eu analisar os elétrons desta ligação,
ou seja, desta ligação dupla, aqui eu tenho uma ligação e aqui embaixo
eu também tenho uma ligação. E, se você pensa em termos de eletronegatividade, você sabe que o oxigênio é mais eletronegativo
do que o carbono. Então, se você colocar a setinha, vai ter os elétrons caminhando nesta direção. E, quando você pensa também nesta ligação dupla,
você tem uma ligação aqui e outra ligação. E, como eu sei, o oxigênio, aqui da esquerda,
é mais eletronegativo do que o carbono. Então, a setinha vai apontar, ou seja,
a direção que os elétrons vão caminhar vai ser para a esquerda. Quando eu estou chamando de "seta",
eu quero dizer "vetor". Quando você pensa no momento dipolar, você tem estes dois vetores, que têm a mesma intensidade. Mas eles têm sentidos diferentes,
ou seja, sentidos opostos. E não é estranho de se pensar que
o momento dipolar vai ser igual a zero. Eu posso dizer que o momento dipolar,
neste caso, vai ser igual a zero. Uma boa maneira de pensar nisso é você pensar
em um cabo de guerra. Por exemplo: aqui do lado direito, você tem
alguma coisa ou alguém muito forte puxando e, do lado esquerdo, você tem também,
com a mesma intensidade, alguém puxando. Com isso, nós temos forças de intensidades iguais,
mas os sentidos são opostos, ou seja, elas vão se cancelar e por isso
nós temos o momento dipolar igual a zero. Esta molécula aqui, de dióxido, é considerada não polar. E agora, vamos observar esta molécula de água. Nós temos as ligações simples, com os elétrons aqui. Como sabemos, o oxigênio é mais eletronegativo
do que o hidrogênio. Então, os elétrons vão caminhar na direção do oxigênio. E estes elétrons aqui também vão
caminhar para o oxigênio. E nós vamos ter uma densidade indo nesta direção aqui e também nesta aqui. Mesmo que você conheça a geometria da água,
é muito difícil representar aqui nesta superfície bidimensional. O momento dipolar da água vai ter esta direção. E eu posso dizer que o momento dipolar da água... O momento dipolar da água vai ser igual a 1,85 debyes. Por isso, podemos dizer que a água
é uma molécula polar. Vamos ver mais dois exemplos aqui. Se você observar aqui na esquerda,
nós temos o tetracloreto de carbono. E, se você pensa na geometria tetraédrica
e também nas ligações deste carbono, aqui uma ligação e outra ligação aqui também,
com o cloro no mesmo plano. Você tem também aqui uma cuia, que está saindo. E, por fim, você tem uma outra ligação aqui, que está saindo do plano. É um pouco difícil visualizar
essa geometria tridimensional, mas você pode usar um conjunto de Molymod. Com isso, você vai poder ver em todas as direções e enxergar esse arranjo tetraédrico
em torno do átomo central. Bem, analisando o momento dipolar, nós temos
dois elétrons: um elétron aqui e outro aqui. Se você observar, o cloro é mais eletronegativo
do que o carbono. Então, os elétrons vão fazer um movimento que eu vou colocar em verde. Eles vão fazer este movimento aqui. E a mesma coisa acontece com os outros cloros.
Então, eu tenho um movimento de elétrons nesta direção. Aqui, também, eu tenho um movimento nesta direção. E, por fim, aqui eu também tenho
um movimento nesta direção. Isso porque o cloro é mais eletronegativo
do que o carbono. E aí, nós temos quatro dipolos, mas
esses quatro dipolos se cancelam no espaço. Mas, como eu falei, isso é difícil de ver
em uma estrutura bidimensional, como você está vendo. Então, como se cancelam, nós temos
um momento dipolar... Momento dipolar igual a zero. E aí, esperamos que a molécula
de tetracloreto de carbono seja apolar. Agora, na molécula da direita, nós temos
o hidrogênio, que eu substituí pelo cloro. Ou seja, nós temos um clorofórmio. Vamos analisar o momento dipolar. Vamos olhar esta ligação aqui
e vamos analisar os elétrons. Se você perceber, este hidrogênio é mais eletronegativo do que o carbono central. Então, o movimento dos elétrons
vai ser nesta direção aqui. E, se eu analiso os cloros, eu vou ter o movimento dos elétrons nesta direção. Aqui, também. E aqui, também. Isso porque o cloro é mais eletronegativo
do que o carbono. E com isso, os elétrons que estão aqui
na ligação tendem a se mover para o cloro. Neste caso, os dipolos das ligações se combinam
para te dar um dipolo localizado. Ou seja, no sentido descendente para a molécula, neste sentido aqui, no sentido para baixo. Isso por causa deste hidrogênio aqui,
que acaba dando uma equilibrada. Então, o momento dipolar para o clorofórmio vai ser igual a 1,01. O clorofórmio é mais polar
que o tetracloreto de carbono. E, portanto, o clorofórmio é uma molécula polar.