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Geometria Molecular VSEPR

Sobre esta simulação

Geometria Molecular VSEPR é uma simulação prática de química em 3D que dá vida à teoria da repulsão dos pares de elétrons da camada de valência. Os estudantes controlam o número de pares de ligação (1 a 6) e pares isolados não ligantes (0 a 3) ao redor de um átomo central e observam os domínios de elétrons se arranjarem em uma esfera para minimizar a repulsão eletrostática mútua. Arrastar qualquer átomo ligante ou lóbulo dourado translúcido de par isolado perturba a molécula em tempo real, fazendo com que os domínios vizinhos recuem antes de relaxar de volta às geometrias canônicas, incluindo Linear, Trigonal plana, Angular, Tetraédrica, Piramidal trigonal, Gangorra, Em forma de T, Octaédrica e Plana quadrada. Clicar em um átomo de ligação alterna entre ligações simples, duplas e triplas, enquanto leituras ao vivo exibem a geometria eletrônica, forma molecular, ângulos de ligação comprimidos, número estérico e o dipolo molecular líquido.

O que os alunos podem explorar

  • Defina Pares de ligação como 4 e Pares isolados como 0 para inspecionar uma molécula Tetraédrica simétrica com ângulos de ligação de 109,5 graus e dipolo líquido zero.
  • Mantenha o Número Estérico em 4 alterando para 3 Pares de ligação e 1 Par isolado (tipo amônia AX3E) e observe como o par isolado comprime o ângulo de ligação para 107 graus.
  • Mude para 2 Pares de ligação e 2 Pares isolados (tipo água AX2E2) para ver uma forma molecular Angular com um ângulo de 104,5 graus e um forte vetor dipolar líquido.
  • Arraste qualquer esfera de ligante externo através do átomo central e observe os domínios de elétrons restantes se repelirem em tempo real antes de relaxarem de volta.
  • Defina Pares de ligação como 4 e Pares isolados como 2 (AX4E2, tetrafluoreto de xenônio) para ver por que os pares isolados ocupam posições trans opostas para formar uma forma Plana quadrada.

Objetivos de aprendizagem

  1. 1Distingua entre a geometria total do domínio de elétrons e a forma molecular resultante quando há pares isolados presentes.
  2. 2Explique por que a repulsão par isolado-par isolado é mais forte do que a repulsão par isolado-par de ligação e par de ligação-par de ligação.
  3. 3Preveja ângulos de ligação e polaridade molecular para números estéricos de 2 a 6 usando a notação VSEPR AXnEm.
  4. 4Identifique por que os pares isolados ocupam posições equatoriais em geometrias bipiramidais trigonais (NS=5) e posições trans em geometrias octaédricas (NS=6).

Perguntas frequentes dos professores

Qual é o principal princípio da teoria VSEPR?

A teoria da repulsão dos pares de elétrons da camada de valência (VSEPR) afirma que os domínios de elétrons de valência ao redor de um átomo central — seja compartilhados em ligações covalentes ou mantidos como pares isolados não compartilhados — repelem uns aos outros eletrostaticamente e se orientam o mais longe possível um do outro no espaço 3D.

Por que os pares isolados reduzem os ângulos de ligação em comparação com as geometrias ideais?

Um par de elétrons de ligação é atraído por dois núcleos e permanece relativamente localizado entre eles, enquanto um par isolado não ligante é atraído apenas pelo núcleo central. Ele se espalha mais próximo do átomo central e exerce maior repulsão sobre os pares de ligação vizinhos, empurrando-os mais para perto em cerca de 2 a 2,5 graus por par isolado.

Por que a geometria eletrônica é diferente da forma molecular?

A geometria eletrônica descreve o arranjo espacial de todos os domínios de elétrons (tanto pares de ligação quanto pares isolados), enquanto a forma molecular descreve apenas as posições dos núcleos atômicos. Por exemplo, a água (H2O) tem quatro domínios de elétrons em uma geometria eletrônica tetraédrica, mas seus três átomos formam uma forma molecular angular.

Como as ligações múltiplas afetam a geometria molecular VSEPR?

Na contagem VSEPR, uma ligação dupla ou tripla entre o átomo central e um átomo externo conta como um único domínio de elétrons, pois todos os elétrons compartilhados nessa ligação encontram-se ao longo do mesmo eixo internuclear, embora sua maior densidade eletrônica alargue ligeiramente os ângulos adjacentes.

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