Aula 2 - Ligação e Estrutura Molecular
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Estrutura de lewis...
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Estruturas de Lewis Gilbert Newton Lewis (1875-1946) Professor no MIT e Univ. da Califórnia em Berkeley. Walther Kossel (1.888-1956) Prof. da Universidade de
Munique.
Tendência dos átomos de adquirir a configuração do gás nobre mais próximo. +
M
M
elementos eletropositivos
+
-
e
+ H =
(PI = potencial de ionização)
-
e Li -
+
Li
2 elétrons ( igual ao do hélio)
3e
-
Na
e
PI
Na
+
X
-
e
+
X
-
o H
= AE
Elementos eletronegativos (Afinidade eletrônica AE) F
-
e
+ -
-
9e
10 e (igual ao neônio)
Cl
+
-
Cl
e
-
18 e (igual do argônio) +
Li
Li
Na
Na
Cl
-
-
17 e
F
-
F
-
+ e
-
+ e
+
-
+ e +
F
-
e
PI = 123,6 kcal/mol ou 517,1 kJ/mol PI = 118,0 kcal/mol ou 493,7 kJ/mol AE = 78,3 kcal/mol ou 327,6 kJ/mol
_ Cl
AE = 83,3 kcal/mol ou 348,5 kJ/mol
Alto valor energético é requerido para ganhar ou perder elétrons e atingir o octeto de íons.
B
-
3+
3e + B
PI = 870,4 kcal/mol ou 3642 kJ/mol
Regras gerais para obter estruturas: 1. São mostrados todos os elétrons de valência :
O número total de elétrons é igual à soma dos números que contribuem cada átomo, modificado pela adição ou subtração do número de cargas iônicas.
Éspécie Contribuições atômicas CH4
4(C) + 4 x 1(H) = 8
-
0
Carga = Total de do elétrons de ânion valência + 0 = 8
NH3
5(N) + 3 x 1(H) = 8
-
0
+
0
=
8
H2O
6(O) + 2 x 1(H) = 8
-
0
+
0
=
8
H3O+
6(O) + 3 x 1(H) = 9
-
1
+
0
=
8
HO-
6(O) +
1(H) = 7
-
0
+
1
=
8
BF3
3(B) + 3 x 7(F) = 24
-
0
+
0
=
24
NO2-
5(N) + 2 x 6(O) = 17
-
0
+
1
=
18
CO32- 4(C) + 3 x 6(O) = 22
-
0
+
2
=
24
_
Carga do cátion
+
Regras gerais para obter estruturas: 2. Cada elemento deve, na sua maior extensão, ter um octeto completo. estruturas
estruturas incorretas
corretas O
C
O
O
C
O
H Cl N
N
O C O
O
H Cl N
N
N N
C O
Regras gerais para obter estruturas: 3. Cargas formais são
atribuídas dividindo cada par de elétrons de ligação igualmente entre os átomos
da ligação.
H _ H C O
H N + H H
5 - 4 ligações = +1 íon amônio _ O _ _ 2+ O S O N
O _ íon sulfato
H 6 -1 ligação - 6 pares = -1 íon metóxido O
S 6 - 4 ligações = +2 O 6 - 1 - 6 = -1
Octeto incompleto espécie instável: H
H
H C H
H C H
cátion metila
radical metila
Ligações duplas e triplas: H H
C
H C
etileno
H C
H
C H
acetileno
_ C
N
íon cianeto
1- Escreva a fórmula eletrônica de Lewis da água (H2O) e da água oxigenada (H2O2): 2- Considere dois elementos, A e B, com números atômicos 6 e 8. Qual será a fórmula eletrônica de Lewis e o tipo de ligação para o composto, sabendo que na molécula existem 1 átomo de A e dois átomos de B?
3- Escreva as fórmulas de Lewis dos seguintes compostos: a) H2CO3 b)NaNO3
Observe a estrutura eletrônica de Lewis sugerida para o N O: 2
Nessa estrutura, as cargas formais dos átomos, lidos da esquerda para a direita, são, respectivamente: a) b) c) d) e)
zero, zero e zero. -1, -1 e +2. -1, +1 e zero. +1, -1 e zero. +3, +3 e -6.
Exceções à Regra do Octeto
Exceções
- n. elétrons for ímpar Regra do octeto funciona para o segundo período da tabela periódica - Be – 4 elétrons
Cl PCl5
Cl
P Cl
F
Cl
F
Cl
Expansão da Camada de valência
N
F S F
F F
SF6
O óxido de nitrogênio
F BF3 F
B
F
2 6 elétrons boro tem BeH apenas
O modelo de Lewis não se aplica a todos os átomos octeto Cl P Cl Cl
H S H
octeto
O H O P O H O H O
10 elétrons
12 elétrons
HO S O H O
entretanto, usando cargas parciais o octeto funciona O H O P O H O
O HO S O H O
2+
Estruturas de Kekulé H H
N
H
H
H
Par de elétron
C
H
C
O
-
-
O
-
O
H
N
H
C
C
C
H
O ou
O
H
-
O O
C
O
Uso de uma ligação "covalente coordenada": H
H
H C
H
H
S
H
H H
-
O
H
H
O
N O
H
C
N
Reescreva as seguintes estruturas de Kekulé como estruturas de Lewis, incluindo todos os elétrons de valência.
(a) íon hidróxido, H O (c) amônia, H N
-
(b) água, H O
H
H
(d) íon hipoclorito, Cl
O
-
H (e) óxido nítrico, NO
(f) íon hidrônio, H3O
(g) peróxido de hidrogênio, H O (i) fluoreto de cianogeno, F
C
O N
H
(h)
+
dióxido de carbono, O
C
O
Resumo das Cargas Formais O
oxigênio com uma ligação
carga formal = -1
O
oxigênio com duas ligações
carga formal = 0
O
oxigênio com três ligações
carga formal = +1
N
nitrogênio com duas ligações
carga formal = -1
N
nitrogênio com três ligações
carga formal = 0
N
nitrogênio com quatro ligações
carga formal = +1
C
carbono com três ligações
carga formal = -1
C
carbono com quatro ligações
carga formal = 0
C
carbono com três ligações
carga formal = +1
B
boro com 4 ligações
carga formal = -1
Comprimento da ligação O
o
0,96 A o
H
104,5
Composto
H
Distância ligação O-H, A
HO-H, água
0,96
HOO-H, peróxido de hidrogênio
0,97
H2 NO-H, hidroxilamina
0,97
CH3-OH, álcool metílico
0,96
Estruturas de Lewis são úteis na interpretação de distâncias de ligação: H3 N
+ o
OH
1,45 A
íon hidroxilamônio ligação simples
O N
O
O
o
1,15 A
íon nitrônio ligação dupla
N
O
Preveja em cada par de ligações qual tem menor comprimento. a) P-O ou S-O b) C=C ou C-C c) C-S ou C-Cl
Na comparação das ligações a seguir, determine qual ligação é a mais curta: (a) CO no H
C
O
H
(b) NO no O
N O
H
O (c) CO no CH3
O
H
ou H2C
O
Estruturas de Ressonância O
O Cl N
Cl
N O
O cloreto de nitrila ou O Cl N
O Cl
O
N O
Estruturas de Ressonância Cl N
O
O Cl
N O
O
O _ 1/2 Cl
N O _ 1/2
O Cl N
O Cl
O
estruturas de ressonância
N O
estruturas de ressonância
híbrido de ressonância Composição ou média de duas estruturas
Ordem de ligação 1 1/2
Íon formiato: ordem de ligação 1 1/2 _ H C
O
O
H
_ híbrido de ressonância
C
O
O
O 1/2 _ H
C O 1/2 _
O
O H
H C O _
C
o
1,26 A
O _
estruturas de ressonância
estruturas de ressonância
H HO
CH3
C H
O
Escreva duas estruturas de ressonância do O3 mostrando todos os elétrons de valência.
Íon Carbonato: ordem de ligação 1 1/3
_ O
O C _ O
O O
_
_ O
H HO
CH3
C
O
o
O
C
o
1,20 A
O o 1,28 A
C O
_ _
O
H 1,43 A
_ O
C
O
_
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