10.º anoPercurso edumaterial
O que vais aprender
- Prever geometria e polaridade de moléculas simples a partir de pares eletrónicos.
Compreender
Na água, quatro regiões de densidade eletrónica rodeiam o oxigénio: duas ligações O–H e dois pares não ligantes. A organização das regiões é aproximadamente tetraédrica, mas a geometria molecular, definida pelas posições dos átomos, é angular. Os pares não ligantes contam para a repulsão embora não apareçam como átomos no nome da geometria. Uma fórmula H₂O escrita em linha não indica que os três átomos estejam geometricamente alinhados.
No dióxido de carbono, as duas direções de ligação em torno do carbono ficam opostas numa molécula linear. As ligações C=O são polares, mas os seus dipolos de igual módulo cancelam-se pela simetria do modelo. Na água, as ligações O–H também são polares; como a molécula é angular, os vetores não se anulam e a molécula tem dipolo resultante. Polaridade da ligação e polaridade da molécula são, portanto, perguntas relacionadas mas distintas.
O procedimento seguro é desenhar a estrutura de Lewis, contar regiões eletrónicas em torno do átomo central, distinguir forma das regiões e forma dos átomos e só depois somar qualitativamente os dipolos de ligação. Não basta contar átomos nem concluir que toda molécula com ligações polares é polar. Estes modelos omitem detalhes quantitativos como comprimentos e ângulos medidos; bastam para esta classificação qualitativa.
Exemplo resolvido
Compara dois modelos diferentes dos da explicação: NH₃ tem três ligações N–H e um par não ligante no azoto; BF₃ tem três ligações B–F e nenhum par não ligante no boro. Decide a geometria e o resultado dos dipolos.
- Em NH₃ há quatro regiões eletrónicas em torno do azoto; um par não ligante deixa a geometria molecular piramidal trigonal.
- Em BF₃ há três regiões ligantes no mesmo plano, a cerca de 120°; a geometria molecular é trigonal plana.
- Os dipolos de BF₃ anulam-se por simetria no modelo. Os de NH₃ não se anulam na geometria piramidal; não basta contar ligações polares.
NH₃ é piramidal trigonal e polar; BF₃ é trigonal plana e não polar no modelo idealizado.
Atenção ao erro
Confundir os dados do caso ou extrapolar sem verificar condições.
Verifica agora
Retoma o texto base da explicação: Quantos pares não ligantes há no oxigénio da água, no modelo?
Ver solução explicada
Resposta: Dois.
Lê os dados do caso.
Retoma o texto base da explicação: Qual é a geometria molecular de H₂O?
Ver solução explicada
Resposta: Angular.
Conta posições dos átomos.
Retoma o texto base da explicação: O CO₂ é polar por ter ligações C=O polares?
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Resposta: Não; no modelo linear os dipolos anulam-se.
Soma vetores qualitativamente.
Retoma o texto base da explicação: Que passo vem antes da decisão sobre polaridade molecular?
Ver solução explicada
Resposta: Determinar a geometria e as direções dos dipolos de ligação.
Explicita o método.
Alinhamento curricular e fontes
- Prever geometria e polaridade de moléculas simples a partir de pares eletrónicos., página 10. Objetivo oficial parafraseado: Prever geometria e polaridade de moléculas simples a partir de pares eletrónicos.. O exemplo, a sequência e os exercícios são editoriais. · Aprendizagens Essenciais · fisica-quimica-a · 10-ano