11

Moléculas na Troposfera

2N

2O

4CH

OH2

3NH

2CO

2H

Parâmetros de

Ligação

22

Porque será que os átomos estabelecem ligações entre si e formam moléculas?

33

Gráfico da variação da energia potencial eléctrica em função da distância de dois átomos de hidrogénio

44

1 electrão1 protão

Forças Eléctricas

Forças Atractivas Forças Repulsivas

55

Forças eléctricas

Forças atractivas Forças repulsivas

entre cargas positivas e negativas (interacção

núcleo-electrão), que tendem a aproximar os dois átomos;

entre cargas do mesmo sinal (interacção electrão-electrão e núcleo-núcleo), que tendem

a afastar os dois átomos;

66

Energia de ligação

É a energia libertada quando se forma uma mole de moléculas a partir de átomos isolados e no estado gasoso.

É um parâmetro importante, na informação que nos dá sobre a estabilidade da molécula.

Quanto maior o valor da energia de ligação mais estável é essa ligação.

77

Valores de energia de ligação

MoléculaMolécula Energia de ligação (kJ/mol)

347

620

812C C

C C

C C

88

Comprimento de ligação

É a distância média entre os núcleos de dois átomos ligados na posição de maior estabilidade.

Este é um valor médio, pois a molécula não é uma entidade rígida, mas sim uma estrutura que é capaz de vibrar no espaço.

99

Valores de comprimento de ligação

MoléculaMolécula Comprimento de ligação (pm)Comprimento de ligação (pm)

154154

133133

120120C C

C C

C C

1010

Variação destes dois parâmetros:

Ligação covalente simples – ordem um

Ligação covalente dupla – ordem dois

Ligação covalente tripla – ordem três

1111

Molécula Energia de ligação (kJ/mol)

Comprimento de ligação (pm)

347 154

620 133

812 120

Quando a ordem de ligação aumenta, a energia de ligação também aumenta, pois há mais electrões a serem partilhados.

Quando a ordem de ligação aumenta, o comprimento de ligação diminui, pois como há mais electrões a serem partilhados, os átomos aproximam-se mais, tornando a ligação mais forte.

C C

C C

C C

1212

Maior ordem de ligação

Menor reactividade

Maior energia de ligação

Menor comprimento de ligação

Maior estabilidade da molécula

1313

Geometria molecular

É o arranjo espacial dos átomos que constituem a molécula de modo a minimizar as repulsões.

Ângulo de ligação

Menor ângulo formado pelos dois segmentos de recta que passam pelo centro do núcleo de um átomo central e pelos centros dos núcleos de dois átomos a ele ligados.

1414

Átomo central Átomo central do grupo 14do grupo 14

Átomo central Átomo central do grupo 15do grupo 15

Átomo central Átomo central do grupo 16do grupo 16

MoléculaMoléculaÂngulo de Ângulo de ligação ligação

(H – X – (H – X – H) H)

MoléculMoléculaa

Ângulo de Ângulo de ligação ligação

(H – X – H) (H – X – H) MoléculMolécul

aa

Ângulo de Ângulo de ligação ligação

(H – X – H) (H – X – H)

CHCH44 109,5º109,5º NHNH33 107,5º107,5º HH22OO 104,5º104,5º

SiHSiH44 109,5º109,5º PHPH33 93,6º93,6º HH22SS 92,4º92,4º

GeHGeH44 109,5º109,5º AsHAsH33 91,8º91,8º HH22SeSe 91,0º91,0º

Moléculas semelhantes com átomos centrais do mesmo grupo da tabela periódica

1515

Diferentes tipos de geometria molecular

XY Geometria linear O2, N2, H2, HF,…

Átomo central não tem electrões não ligantes

CO2 ângulo de ligação ≈180º

Átomo central tem electrões não ligantes

H2O ângulo de ligação ≈ 104,5º

AX2

Geometria linear

Geometria angular

1616

Átomo central não tem electrões não ligantes

BF3 ângulo de ligação ≈120º

Átomo central tem electrões não ligantes

NH3 ângulo de ligação ≈ 106,5º

AX3

Geometria triangular plana

GeometriaPiramidal trigonal

AX4Geometria tetraédrica

CH4 ângulo de ligação de ≈ 109,5º

Átomo central não tem electrões não ligantes