1.8 : Geometria molecular e momentos dipolares

A teoria RPECV pode ser usada para determinar as geometrias dos pares de elétrons e estruturas moleculares da seguinte forma:

1. Escreva a estrutura de Lewis da molécula ou íon poliatômico.
2. Conte o número de grupos de elétrons (pares solitários e ligações) ao redor do átomo central. Uma ligação simples, dupla ou tripla conta como uma região de densidade eletrônica.
3. Identifique a geometria do par de elétrons com base no número de grupos de elétrons.
4. Use o número de pares solitários para determinar a estrutura molecular. Se for possível mais de um arranjo de pares solitários e ligações químicas, escolha aquele que minimize as repulsões.

Momento dipolar de uma molécula

Quando átomos com eletronegatividades diferentes formam uma ligação, os elétrons são atraídos em direção ao átomo mais eletronegativo, deixando um átomo com carga parcial positiva (δ+) e o outro átomo com carga parcial negativa (δ–). Tais ligações são chamadas de ligações covalentes polares, e a separação de carga dá origem a um momento dipolar da ligação. A magnitude de um momento dipolar de ligação é representada pela letra grega µ e é dada por:

µ = Qr

onde Q é a magnitude das cargas parciais (determinada pela diferença de eletronegatividade) e r é a distância entre elas. Momentos dipolares são comumente expressos em debyes, onde um debye é igual a 3,336 × 10^-30C·m.

O momento dipolar da ligação é um vetor representado por uma seta apontando ao longo da ligação do átomo menos eletronegativo para o átomo mais eletronegativo, com um pequeno sinal de mais na extremidade menos eletronegativa.

Uma molécula inteira também pode ter separação de cargas, dependendo de sua estrutura molecular e da polaridade de cada uma de suas ligações. Dizemos que tais moléculas são polares. O momento dipolar mede a extensão da separação da carga líquida na molécula como um todo. Em moléculas diatômicas, o momento dipolar de ligação determina a polaridade molecular.

Quando uma molécula contém mais de uma ligação, a geometria deve ser levada em consideração. Se as ligações em uma molécula estiverem dispostas de modo que a soma vetorial de seus momentos de ligação seja igual a zero, então a molécula é apolar (por exemplo, CO₂). A molécula de água tem uma estrutura molecular curvada e os dois momentos de ligação não se cancelam. Portanto, a água é uma molécula polar com um momento dipolar líquido.

“Este texto foi adaptado dohref="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/7-6-molecular-structure-and-polarity">Openstax, Chemistry 2e, Section 7.6 Molecular Structure and Polarity.