Previsão da Forma Geométrica das Partículas

TEMA 6. Previsão da forma geométrica das partículas.

Discussão:

1. Quais propriedades da ligação covalente você conhece?

2. Qual propriedade da ligação covalente determina a configuração espacial (geometria) das partículas?

Para descrever a estrutura espacial das moléculas, é mais conveniente usar o modelo de hibridização dos orbitais atômicos proposto pelo cientista americano L. Pauling.
3) O que é hibridização dos orbitais atômicos?
4) Quais tipos de hibridização você conhece?

II. Generalização e sistematização do conhecimento dos alunos.

1. Tarefas para estudo independente: Considere a configuração espacial das partículas:

2. Fluoreto de berílio – BeF2.
   Figura 1. Estrutura eletrônica da molécula de fluoreto de berílio.

Hibridização sp dos OA; 2 ligações σ
A molécula BeF2 é linear, o ângulo de valência é 180°.
2. Cloreto de boro – BCl3.
Figura 2. Estrutura eletrônica da molécula de cloreto de boro.

Hibridização sp2 dos OA; 3 ligações σ
A molécula BCl3 é plana, triangular, o ângulo de valência é 120°.
3. Metano – CH4.
Figura 3. Estrutura eletrônica da molécula de metano.

Hibridização sp3 dos OA; 4 ligações σ
A molécula CH4 é tetraédrica, o ângulo de valência é 109,5°.
4. Amônia – NH3.
Figura 4. Estrutura eletrônica da molécula de amônia.

Hibridização sp3 dos OA; 3 ligações σ
A molécula NH3 tem forma de pirâmide regular, o ângulo de valência é 107,3°.
5. Água – H2O.
Figura 5. Estrutura eletrônica da molécula de água.

Hibridização sp3 dos OA; 3 ligações σ
A molécula H2O é angular, o ângulo de valência é 104,5°.
6. Etileno – C2H4.
Figura 6. Estrutura eletrônica da molécula de etileno.

Hibridização sp2 dos OA
A molécula C2H4 é plana, triangular, o ângulo de valência é 120°.

2. Aperfeiçoamento das habilidades de determinar o tipo de hibridização dos orbitais atômicos e a geometria das partículas.

Problema. Para determinar a estrutura das moléculas na fase gasosa, às vezes usa-se o método de eletrongrafia, que permite encontrar as distâncias interatômicas na molécula pela intensidade da dispersão elástica dos elétrons. De acordo com dados experimentais, as distâncias interatômicas na molécula de NCl3 foram determinadas como r(N-Cl) = 0,176 nm e r(Cl-Cl) = 0,283 nm. Determine qual figura geométrica os núcleos dos átomos formam nesta molécula. Qual tipo de hibridização do átomo central descreve esta estrutura molecular?

Solução: Todas as três ligações N-Cl na molécula de NCl3 são idênticas. A molécula pode ter a forma de um triângulo equilátero se o átomo de nitrogênio estiver no plano formado pelos três átomos de cloro:
Figura 7. Estrutura eletrônica da molécula de cloreto de nitrogênio.

r(Cl-Cl)² = r(N-Cl)² + r(N-Cl)² – 2r(N-Cl)²cos(∠Cl-N-Cl), de onde
cos(∠Cl-N-Cl) = 1 – 0,283²/(2·0,176²) = – 0,293; cos(∠Cl-N-Cl) = 107°
Isso significa que a molécula tem a forma de uma pirâmide triangular. O átomo central de nitrogênio está em hibridização sp.
Resposta: pirâmide triangular.
Hibridização sp³.

III. Resumo da aula. Tarefa de casa.

1. Considere a configuração espacial das partículas SF6, BF3, C2H2.

2. Resolva o problema: de acordo com os dados do experimento de eletrongrafia, as distâncias interatômicas na molécula de BI3 são: r(B-I) = 0,210 nm. Determine qual figura geométrica os núcleos dos átomos formam nesta molécula. Determine o tipo de hibridização do átomo central.