O que é geometria molecular?

Geometria molecular é um termo que descreve a forma tridimensional de uma molécula, dado o número de pares solitários e átomos ligados em torno de um átomo central. Quaisquer pares isolados - pares de elétrons não ligados - são usados ​​na determinação da geometria dos pares de elétrons e devem ser considerados na forma da molécula devido à sua ação repulsiva nos pares de elétrons ligados. Essa repulsão entre elétrons é o que afeta os ângulos entre os átomos ligados e quaisquer pares solitários ao redor do átomo central. Esses ângulos, em vez do número de átomos ligados ao átomo central, definem a geometria molecular das moléculas ligadas covalentemente. Gráficos comparando a geometria dos pares de elétrons e a geometria molecular são comumente usados ​​para mostrar os efeitos dos pares solitários na forma da molécula, pois as moléculas sem pares solitários têm a mesma geometria molecular e dos pares de elétrons.

Uma teoria simples de como os elétrons se comportam é usada para prever a forma de uma molécula. A teoria da repulsão de pares de elétrons de Valence Shell (VSEPR) afirma que pares de elétrons de valência unidos e isolados se posicionarão o mais afastados possível um do outro. Utilizando essa teoria, a forma geométrica de compostos moleculares simples pode ser determinada com precisão. Outros métodos, como a cristalografia de raios-X, são necessários ao descrever a forma de moléculas orgânicas complexas, incluindo material genético e proteínas.

A molécula mais simples possui um átomo central com dois átomos adicionais ligados a ele. De acordo com a teoria VSEPR, os dois átomos ligados se posicionarão o mais afastados possível, resultando em uma forma molecular linear. Os ângulos entre as ligações são 180 graus. Moléculas ligadas covalentemente com três átomos em torno de um átomo central e sem pares solitários têm uma forma planar trigonal. Essa molécula tem ângulos de 120 graus entre os três átomos conectados e fica plana em um único plano.

Para posicionar cada átomo ligado o mais distante possível, uma molécula com quatro átomos em torno de um átomo central e sem pares solitários tem uma forma tetraédrica. Cada ângulo de ligação é de 109,5 graus, formando um tetraedro com o átomo central no interior. Da mesma maneira, com cada átomo adicional ligado ao átomo central, a forma muda à medida que os átomos ligados se afastam um do outro. Com a presença de pares solitários, a geometria molecular do átomo muda, pois o par solitário também exerce repulsão. Uma molécula com três átomos e um par solitário em torno de um átomo central terá uma forma piramidal trigonal, com o átomo central no topo da pirâmide e os três átomos conectados empurrados pelo par solitário em uma posição abaixo do átomo central.