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Autoria: Ana Carneirinho
1
Geometria molecular e polaridade das moléculas
Objetivos:
• Prever a geometria das moléculas com base na repulsão dos pares de eletrões da camada
de valência e prever a polaridades de moléculas simples.
Pré-requisitos:
• Conseguir explicar a ligação covalente com base no modelo de Lewis;
• Saber representar, com base na regra do octeto, as formulas de estrutura de Lewis de
algumas moléculas, interpretando a ocorrência de ligações covalentes simples, duplas ou
triplas.
I. Geometria molecular
Introdução
Conhecer a geometria de uma molécula é fundamental para
compreender as propriedades físicas e químicas da substância
molecular que essa molécula forma. Neste trabalho
exploraremos as geometrias linear, angular, triangular plana,
piramidal trigonal e tetraédrica.
Uma primeira abordagem à geometria molecular pode ser
encontrada no documento disponível no link ao lado.
https://www.slideshare.net/acarneirinho/geometria-
molecular-242422490
Autoria: Ana Carneirinho
2
Tarefa 1
Acede à simulação Molecule Shapes, do repositório PHET da Universidade do Colorado:
https://phet.colorado.edu/pt/simulation/molecule-shapes
Podes aceder a uma versão desta simulação traduzida para Português procedendo do seguinte
modo:
Seleciona a opção “Modelo” e ativa as checkboxes “Geometria molecular” e “Ver Ângulos de
Ligação”. A opção “Ver pares solitários” refere-se à visualização de eletrões não ligantes e está
definida por defeito:
Autoria: Ana Carneirinho
3
Com recurso à simulação, resolve as seguintes questões:
1. Caso 1: Moléculas com dois átomos
Cria uma molécula com dois átomos. Conclui completando as seguintes afirmações:
Qualquer molécula com dois átomos (iguais ou diferentes), apresenta geometria
_______________________.
2. Caso 2: Moléculas com três átomos
2.1. Sem pares de eletrões não ligantes no átomo central
Cria uma molécula com três átomos sem pares de eletrões não ligantes no átomo central. Conclui
completando as seguintes afirmações:
Na ausência de eletrões não ligantes no átomo central, qualquer molécula com três átomos
apresenta geometria _______________________. O seu ângulo de ligação é de
_______________________.
2.2. Com pares de eletrões não ligantes no átomo central
Cria uma molécula com três átomos com um par de eletrões não ligantes no átomo central.
Compara o ângulo de ligação dessa molécula com outra também com três átomos mas dois pares
de eletrões não ligantes no átomo central. Conclui completando as seguintes afirmações:
Na presença de eletrões não ligantes no átomo central, a geometria de uma molécula com três
átomos será _______________________. O valor do do ângulo depende dos raios atómicos dos
átomos envolvidos e da quantidade de pares de eletrões não ligantes no átomo central. Para
comprimentos de ligação similares, maior número de eletrões não ligantes resulta num ângulo
de ligação _______________________.
Autoria: Ana Carneirinho
4
3. Caso 3: Moléculas com quatro átomos
3.1. Sem pares de eletrões não ligantes no átomo central
Cria uma molécula com quatro átomos sem pares de eletrões não ligantes no átomo central.
Conclui completando as seguintes afirmações:
Na ausência de eletrões não ligantes no átomo central, qualquer molécula com quatro átomos
apresenta geometria _______________________. O seu ângulo de ligação é de
_______________________.
3.2. Com pares de eletrões não ligantes no átomo central
Cria uma molécula com quatro átomos com um par de eletrões não ligantes no átomo central.
Compara o ângulo de ligação dessa molécula com outra também com quatro átomos mas dois
pares de eletrões não ligantes no átomo central. Conclui completando as seguintes afirmações:
Na presença de eletrões não ligantes no átomo central, a geometria de uma molécula com quatro
átomos será _______________________. O valor do do ângulo depende dos raios atómicos dos
átomos envolvidos e da quantidade de pares de eletrões não ligantes no átomo central. Para
comprimentos de ligação similares, maior número de eletrões não ligantes resulta num ângulo
de ligação _______________________.
4. Caso 4: Moléculas com cinco átomos
Cria uma molécula com cinco átomos sem pares de eletrões não ligantes no átomo central.
Conclui completando as seguintes afirmações:
Na ausência de eletrões não ligantes no átomo central, qualquer molécula com cinco átomos
apresenta geometria _______________________. O seu ângulo de ligação é de
_______________________.
Autoria: Ana Carneirinho
5
Tarefa 2
Acede agora ao separador “Molécula Real” e
ativa as checkboxes “Ver pares solitário”, “Ver
Ângulos de Ligação” e “Geometria Molecular”:
1. Completa a tabela seguinte e confirma as
tuas previsões observando cada uma das
moléculas na simulação que estamos a
usar:
Molécula Nº de átomos
Nº de pares de eletrões
não ligantes no átomo
central
Geometria molecular
Metano (CH4)
Amoníano(NH3)
Água (H2O)
Dióxido de
carbono (CO2)
Em resumo:
A geometria molecular depende essencialmente das interações eletrostáticas entre os eletrões
de valência dos átomos que estabelecem as ligações formando a molécula.
Os ângulos que as ligações estabelecem entre si, para que a molécula atinja o estado de energia
mínima, definem a geometria da molécula. A estabilidade da molécula depende do equilíbrio
entre as repulsões entre pares de eletrões de valência.
Autoria: Ana Carneirinho
6
II. Polaridade de moléculas
Acede ao vídeo cujo link está disponibilizado na
imagem ao lado e completa as frases seguintes:
Uma ligação covalente apolar ocorre quando há dois
átomos ________________ envolvidos na ligação
química. Uma molécula diatómica homonuclear é ______________________. Um exemplo deste
tipo de moléculas é ___________.
Uma ligação covalente polar ocorre quando há dois átomos ________________ envolvidos na
ligação química. Uma molécula diatómica heteronuclear é ______________________. Um
exemplo deste tipo de moléculas é ___________.
Para moléculas com mais de dois átomos, há que avaliar a distribuição global da carga elétrica
dessa molécula. Usa o simulador Molecule Shapes para visualizar de novo as moléculas da tarefa
2, avalia a respetiva distribuição global da carga elétrica e classificando-as em polar ou apolar.
Molécula CH4 NH3 H2O CO2
Polaridade
III. Avalia os teus conhecimentos
Avalia os teus conhecimentos realizando o seguinte questionário:
https://forms.office.com/Pages/ResponsePage.aspx?id=FFtcKKXElUaGq0kk9ioxiAnxRzS-kytDkHVGEy3b-sJUQ0NMQ00zOTBCUjFGNEpOOUpORTIwSkVJMC4u
Bom trabalho!
https://www.youtube.com/watch?v=zRpZzrlJPEA

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Geometria molecular e polaridade das moléculas

  • 1. Autoria: Ana Carneirinho 1 Geometria molecular e polaridade das moléculas Objetivos: • Prever a geometria das moléculas com base na repulsão dos pares de eletrões da camada de valência e prever a polaridades de moléculas simples. Pré-requisitos: • Conseguir explicar a ligação covalente com base no modelo de Lewis; • Saber representar, com base na regra do octeto, as formulas de estrutura de Lewis de algumas moléculas, interpretando a ocorrência de ligações covalentes simples, duplas ou triplas. I. Geometria molecular Introdução Conhecer a geometria de uma molécula é fundamental para compreender as propriedades físicas e químicas da substância molecular que essa molécula forma. Neste trabalho exploraremos as geometrias linear, angular, triangular plana, piramidal trigonal e tetraédrica. Uma primeira abordagem à geometria molecular pode ser encontrada no documento disponível no link ao lado. https://www.slideshare.net/acarneirinho/geometria- molecular-242422490
  • 2. Autoria: Ana Carneirinho 2 Tarefa 1 Acede à simulação Molecule Shapes, do repositório PHET da Universidade do Colorado: https://phet.colorado.edu/pt/simulation/molecule-shapes Podes aceder a uma versão desta simulação traduzida para Português procedendo do seguinte modo: Seleciona a opção “Modelo” e ativa as checkboxes “Geometria molecular” e “Ver Ângulos de Ligação”. A opção “Ver pares solitários” refere-se à visualização de eletrões não ligantes e está definida por defeito:
  • 3. Autoria: Ana Carneirinho 3 Com recurso à simulação, resolve as seguintes questões: 1. Caso 1: Moléculas com dois átomos Cria uma molécula com dois átomos. Conclui completando as seguintes afirmações: Qualquer molécula com dois átomos (iguais ou diferentes), apresenta geometria _______________________. 2. Caso 2: Moléculas com três átomos 2.1. Sem pares de eletrões não ligantes no átomo central Cria uma molécula com três átomos sem pares de eletrões não ligantes no átomo central. Conclui completando as seguintes afirmações: Na ausência de eletrões não ligantes no átomo central, qualquer molécula com três átomos apresenta geometria _______________________. O seu ângulo de ligação é de _______________________. 2.2. Com pares de eletrões não ligantes no átomo central Cria uma molécula com três átomos com um par de eletrões não ligantes no átomo central. Compara o ângulo de ligação dessa molécula com outra também com três átomos mas dois pares de eletrões não ligantes no átomo central. Conclui completando as seguintes afirmações: Na presença de eletrões não ligantes no átomo central, a geometria de uma molécula com três átomos será _______________________. O valor do do ângulo depende dos raios atómicos dos átomos envolvidos e da quantidade de pares de eletrões não ligantes no átomo central. Para comprimentos de ligação similares, maior número de eletrões não ligantes resulta num ângulo de ligação _______________________.
  • 4. Autoria: Ana Carneirinho 4 3. Caso 3: Moléculas com quatro átomos 3.1. Sem pares de eletrões não ligantes no átomo central Cria uma molécula com quatro átomos sem pares de eletrões não ligantes no átomo central. Conclui completando as seguintes afirmações: Na ausência de eletrões não ligantes no átomo central, qualquer molécula com quatro átomos apresenta geometria _______________________. O seu ângulo de ligação é de _______________________. 3.2. Com pares de eletrões não ligantes no átomo central Cria uma molécula com quatro átomos com um par de eletrões não ligantes no átomo central. Compara o ângulo de ligação dessa molécula com outra também com quatro átomos mas dois pares de eletrões não ligantes no átomo central. Conclui completando as seguintes afirmações: Na presença de eletrões não ligantes no átomo central, a geometria de uma molécula com quatro átomos será _______________________. O valor do do ângulo depende dos raios atómicos dos átomos envolvidos e da quantidade de pares de eletrões não ligantes no átomo central. Para comprimentos de ligação similares, maior número de eletrões não ligantes resulta num ângulo de ligação _______________________. 4. Caso 4: Moléculas com cinco átomos Cria uma molécula com cinco átomos sem pares de eletrões não ligantes no átomo central. Conclui completando as seguintes afirmações: Na ausência de eletrões não ligantes no átomo central, qualquer molécula com cinco átomos apresenta geometria _______________________. O seu ângulo de ligação é de _______________________.
  • 5. Autoria: Ana Carneirinho 5 Tarefa 2 Acede agora ao separador “Molécula Real” e ativa as checkboxes “Ver pares solitário”, “Ver Ângulos de Ligação” e “Geometria Molecular”: 1. Completa a tabela seguinte e confirma as tuas previsões observando cada uma das moléculas na simulação que estamos a usar: Molécula Nº de átomos Nº de pares de eletrões não ligantes no átomo central Geometria molecular Metano (CH4) Amoníano(NH3) Água (H2O) Dióxido de carbono (CO2) Em resumo: A geometria molecular depende essencialmente das interações eletrostáticas entre os eletrões de valência dos átomos que estabelecem as ligações formando a molécula. Os ângulos que as ligações estabelecem entre si, para que a molécula atinja o estado de energia mínima, definem a geometria da molécula. A estabilidade da molécula depende do equilíbrio entre as repulsões entre pares de eletrões de valência.
  • 6. Autoria: Ana Carneirinho 6 II. Polaridade de moléculas Acede ao vídeo cujo link está disponibilizado na imagem ao lado e completa as frases seguintes: Uma ligação covalente apolar ocorre quando há dois átomos ________________ envolvidos na ligação química. Uma molécula diatómica homonuclear é ______________________. Um exemplo deste tipo de moléculas é ___________. Uma ligação covalente polar ocorre quando há dois átomos ________________ envolvidos na ligação química. Uma molécula diatómica heteronuclear é ______________________. Um exemplo deste tipo de moléculas é ___________. Para moléculas com mais de dois átomos, há que avaliar a distribuição global da carga elétrica dessa molécula. Usa o simulador Molecule Shapes para visualizar de novo as moléculas da tarefa 2, avalia a respetiva distribuição global da carga elétrica e classificando-as em polar ou apolar. Molécula CH4 NH3 H2O CO2 Polaridade III. Avalia os teus conhecimentos Avalia os teus conhecimentos realizando o seguinte questionário: https://forms.office.com/Pages/ResponsePage.aspx?id=FFtcKKXElUaGq0kk9ioxiAnxRzS-kytDkHVGEy3b-sJUQ0NMQ00zOTBCUjFGNEpOOUpORTIwSkVJMC4u Bom trabalho! https://www.youtube.com/watch?v=zRpZzrlJPEA