Definição de Geometria Molecular em Química

Em química, geometria molecular descreve a forma tridimensional de um molécula e a posição relativa do núcleos atômicos de uma molécula. Compreender a geometria molecular de uma molécula é importante porque a relação espacial entre átomo determina sua reatividade, cor, atividade biológica, estado da matéria, polaridade e outros propriedades.

Principais tópicos: Geometria Molecular

A geometria molecular pode ser descrita de acordo com os ângulos de ligação formados entre duas ligações adjacentes. Formas comuns de moléculas simples incluem:

Linear: Moléculas lineares têm a forma de uma linha reta. Os ângulos de ligação na molécula são 180 °. Dióxido de carbono (CO₂) e óxido nítrico (NO) são lineares.

Angular: As moléculas angulares, dobradas ou em forma de v contêm ângulos de ligação inferiores a 180 °. Um bom exemplo é a água (H₂O).

Planar Trigonal: Moléculas planares trigonais formam uma forma aproximadamente triangular em um plano. Os ângulos de ligação são 120 °. Um exemplo é o trifluoreto de boro (BF₃).

Tetraédrico: Uma forma tetraédrica é uma forma sólida de quatro faces. Essa forma ocorre quando um átomo central possui quatro ligações. Os ângulos de ligação são 109,47 °. Um exemplo de molécula com forma tetraédrica é o metano (CH₄).

Octaédrica: Uma forma octaédrica tem oito faces e ângulos de ligação de 90 °. Um exemplo de molécula octaédrica é hexafluoreto de enxofre (SF₆).

Piramidal Trigonal: Esta forma de molécula se assemelha a uma pirâmide com uma base triangular. Enquanto as formas lineares e trigonais são planas, a forma piramidal trigonal é tridimensional. Um exemplo de molécula é amônia (NH₃).

Geralmente não é prático formar modelos tridimensionais de moléculas, principalmente se forem grandes e complexas. Na maioria das vezes, a geometria das moléculas é representada em duas dimensões, como em um desenho em uma folha de papel ou em um modelo rotativo na tela do computador.

Algumas representações comuns incluem:

Modelo de linha ou bastão: Neste tipo de modelo, apenas paus ou linhas para representar ligações químicas são representados. As cores das extremidades dos palitos indicam a identidade do átomos, mas núcleos atômicos individuais não são mostrados.

Modelo de bola e taco: Esse é um tipo comum de modelo no qual os átomos são mostrados como bolas ou esferas e as ligações químicas são paus ou linhas que conectam os átomos. Frequentemente, os átomos são coloridos para indicar sua identidade.

Gráfico de densidade eletrônica: Aqui, nem os átomos nem os vínculos são indicados diretamente. O gráfico é um mapa da probabilidade de encontrar um elétron. Esse tipo de representação descreve a forma de uma molécula.

Desenho animado: Desenhos animados são usados ​​para moléculas grandes e complexas que podem ter várias subunidades, como proteínas. Esses desenhos mostram a localização das hélices alfa, folhas beta e loops. Átomos individuais e ligações químicas não são indicados. A espinha dorsal da molécula é representada como uma fita.

Duas moléculas podem ter a mesma fórmula química, mas exibem geometrias diferentes. Essas moléculas são isômeros. Os isômeros podem compartilhar propriedades comuns, mas é comum eles terem diferentes pontos de fusão e ebulição, atividades biológicas diferentes e até cores ou odores diferentes.

A forma tridimensional de uma molécula pode ser prevista com base nos tipos de ligações químicas que forma com átomos vizinhos. As previsões são amplamente baseadas em eletro-negatividade diferenças entre átomos e sua estados de oxidação.

A verificação empírica das previsões vem da difração e espectroscopia. A cristalografia de raios X, a difração de elétrons e a difração de nêutrons podem ser usadas para avaliar a densidade de elétrons dentro de uma molécula e as distâncias entre os núcleos atômicos. A espectroscopia Raman, IR e microondas oferece dados sobre a absorvância vibracional e rotacional das ligações químicas.

A geometria molecular de uma molécula pode mudar dependendo de sua fase da matéria, porque isso afeta a relação entre átomos nas moléculas e sua relação com outras moléculas. Da mesma forma, a geometria molecular de uma molécula em solução pode ser diferente da sua forma de gás ou sólido. Idealmente, a geometria molecular é avaliada quando uma molécula está em baixa temperatura.

• Chremos, Alexandros; Douglas, Jack F. (2015). "Quando um polímero ramificado se torna uma partícula?". J. Chem. Phys. 143: 111104. doi:10.1063/1.4931483
• Algodão, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred (1999). Química Inorgânica Avançada (6a ed.). Nova York: Wiley-Interscience. ISBN 0-471-19957-5.
• McMurry, John E. (1992). Química orgânica (3ª ed.). Belmont: Wadsworth. ISBN 0-534-16218-5.