Forma da química orgânica que estuda a posição dos átomos no espaço
Geometria Molecular é um assunto que pode parecer bastante complicado para algumas pessoas, visto que não é fácil pensar na agregação do átomo de uma molécula, mas com atenção é possível compreendê-lo.
É o ramo da Química Orgânica que nomeia os formatos geométricos que dão formas aos átomos dispostos no espaço dentro das moléculas, ou seja, a geometria molecular estuda a distribuição espacial dos átomos das moléculas.
A Geometria Molecular é obtida por meio dos arranjos moleculares nas nuvens eletrônicas. (Foto: Freepik)
Teoria de Repulsão dos Pares Eletrônicos da Camada de Valência (VSEPR)
Teoria de Repulsão dos Pares Eletrônicos da Camada de Valência (VSEPR) é muito importante para o estudo da geometria molecular, pois a disposição dos átomos têm como alicerce essa teoria.
De acordo com a VSEPR, os pares de elétrons que integram as ligações químicas (cargas negativas) ao redor do átomo central formam as chamadas “nuvens eletrônicas”, que se repelem e tentam estar a maior distância possível uma da outra. Essa movimentação modifica a posição dos átomos e torna a molécula estável.
Quais os tipos de Geometria Molecular?
Pelo fato da força de repulsão eletrônica dos átomos ser insuficiente para desmanchar as ligações químicas, a distância que existe entre elas confere a forma do ângulo. A partir disso a geometria molecular é dividida em:
- Geometria Linear: com ângulos de 180°, esse tipo acontece em moléculas que possuem dois átomos (moléculas biatômicas). Exemplos: XeF2 (Difluoreto de xenônio), BeF2 (Fluoreto de berílio), HCl (Ácido clorídrico), CO2 (Gás carbônico), BeH2 (Hidreto de berílio), C2H2 (Acetileno).
- Geometria Angular: cujo ângulos não podem ser maior que 120°. Esse tipo acontece em moléculas que possuem três átomos (moléculas triatômicas). Exemplos: SF2 (Difluoreto de enxofre), H2O (Água), SO2 (Dióxido de enxofre), O3 (Ozônio).
- Geometria Triangular ou Llana: com ângulo de 120°. Ocorre quando há três nuvens eletrônicas na última camada (camada de valência). Exemplos: BH3 (Borano), SO3 (Óxido sulfúrico), COCl2 (Fosgênio), NO3- (Nitrato), BF3 (Trifluoreto de boro), H2CO3 (Ácido carbônico).
- Geometria Piramidal: ligações com ângulos de 110°. Acontece quando são formadas por quatro nuvens eletrônicas e três ligações químicas e não-ligante ao redor do átomo central. Exemplos: H3O (Hidrônio), ClO3- (Clorato), PCl3 (Tricloreto de fósforo), NH3(Amoníaco).
- Geometria Tetraédrica: com ângulo de 109° 28’. Acontece em moléculas que possuem cinco átomos (moléculas pentatômicas). Quatro nuvens eletrônicas fazem ligações com outros quatro átomos ao redor do átomo central. Exemplos: CH3Cl (Clorometano), CH4 (Metano), NH4 (Amónio).
A geometria molecular não depende somente da distribuição dos átomos dentro da molécula. Outros fatores como hibridização, polaridade e forças moleculares também são determinantes nas formas geométricas.
Geometria molecular e hibridização
1. Geometria Linear: quando a hibridização do principal átomo for sp e se for dsp3 com três pares eletrônicos livres.
2. Geometria Angular: quando a hibridização do principal átomo for sp2 com um par eletrônico livre e se for sp3 com dois pares de elétrons livres.
3. Geometria Triangular ou Plana: quando a hibridização do principal átomo for sp2 sem pares de elétrons livres.
4. Geometria Piramidal: quando a hibridização do principal átomo for sp3 com um par de elétrons livres.
5. Geometria Tetraédrica: quando a hibridização do principal átomo for sp3 sem pares eletrônicos livres.
Geometria Molecular e polaridade
A polaridade determina se há polos negativos e positivos ou não na molécula. Para isso, é necessário saber conhecer as ligações químicas, ligação iônica, ligação covalente e ligação metálica, no caso da geometria molecular, o destaque é para a ligação covalente.
Lembra que os pares de elétrons na última camada (camada de Valência) formavam as nuvens eletrônicas e se repeliam entre si e não eram fáceis de serem quebradas? Pois então, a ligação que há entre elas, é a covalente.
A geometria molecular da água é uma das mais simples de entender. A água faz ligações covalentes formando o H2O. O oxigênio tem seis elétrons na camada de valência, mas ele precisa de mais dois para estabilizar. Então, o oxigênio compartilha um de seus elétrons com cada hidrogênio para ficar com oito e deixa o hidrogênio com dois na última camada, e assim o oxigênio e o hidrogênio ficam estáveis.
Entretanto, ainda sobram dois pares eletrônicos no oxigênio, e esses pares formam nuvens eletrônicas que repulsam os pares já compartilhados, e assim gera a geometria molecular da água que é a angular.
Forças moleculares e geometria molecular
1. Força de Van der Waals: acontece em moléculas apolares que em algum momento os elétrons da molécula polar passam a ter mais elétrons do que outro, polarizando-o temporariamente. Desta forma, ela polariza uma outra molécula vizinha, através da indução elétrica.
2. Forças Dipolo-dipolo: acontece entre moléculas polares em que um polo negativo é atraído pelo negativo de outra molécula, formando assim diversas moléculas com polos contrários que atraem polos de outras moléculas.
3. Pontes de Hidrogênio: acontece quando o hidrogênio de uma molécula é ligado à átomos como o oxigênio, flúor e nitrogênio por serem pequeno e fortemente eletronegativos.