Além de suas propriedades únicas, diferentes moléculas possuem diferentes geometrias. Você pode usar a repulsão do par de elétrons da camada de valência ao lado do número estérico de uma molécula para determinar sua estrutura geométrica. Esta é uma das razões pelas quais entender o que é o número estérico de uma molécula e como você o calcula é crucial para estudantes de química e qualquer pessoa que esteja procurando investigar geometria molecular.
O processo de encontrar o número estérico é bastante simples, embora você possa contar ligações moleculares e usar a estrutura de Lewis de uma molécula para encontrar pares de elétrons isolados.
O que é um número estérico?
O número estérico de uma molécula é o número de outros átomos ligados ao átomo central da molécula mais o número de pares solitários de elétrons ligados a ele.
Isso é usado para determinar geometria molecular porque os elétrons em pares se repelem, sejam esses pares de elétrons de ligação ou pares solitários não ligados a um átomo específico. Como eles se posicionam de modo a atingir a separação máxima, a medida relativamente simples do número estérico informa a forma geral da molécula.
Para uma molécula com número estérico 2, haverá uma estrutura linear, e para um número estérico 3, haverá uma estrutura planar trigonal. Continuando da mesma forma, um número estérico de 4 leva à estrutura tetraédrica, 5 dá uma estrutura trigonal bipiramidal e um número estérico de 6 leva a uma estrutura octaédrica.
Fórmula do número estérico
A fórmula do número estérico pode ser escrita diretamente com base na definição dada acima, como:
Número estérico = (número de átomos ligados ao átomo central) + (número de pares solitários de elétrons no átomo central)
O desafio em calcular o número estérico é, portanto, menos do cálculo real e mais do olhando para a estrutura da molécula em termos de ligação de elétrons e encontrando os dois números que você necessidade. Isso é bastante fácil de fazer se você olhar para a estrutura de Lewis da molécula e entender como encontrar um par de elétrons isolados.
Estrutura de Lewis e pares solitários
A estrutura de Lewis de uma molécula é uma representação dos elétrons na camada de valência para os átomos na molécula, geralmente representado por pontos ao redor dos átomos, que são mostrados por seus símbolos padrão (por exemplo, O para oxigênio, C para carbono, H para hidrogênio e Cl para cloro).
Primeiro, desenhe os átomos e suas ligações de acordo com a fórmula molecular e / ou o que você já sabe sobre a molécula. Por exemplo, água (H2O) é representado por um átomo O central, com dois átomos de H conectados por uma única ligação (linha reta individual) em cada lado dele.
Preencha os elétrons restantes na camada de valência (ou seja, aqueles disponíveis para ligação que atualmente não fazem parte de uma ligação). Para o oxigênio, existem seis elétrons de valência, e dois deles estão envolvidos nas ligações com os átomos de hidrogênio, deixando quatro elétrons de valência para preencher. Desenhe dois pares de pontos ao redor do símbolo O para completar o diagrama.
Os pares solitários de oxigênio são esses dois pares de elétrons não envolvidos na ligação molecular. Claro, outras situações levam a diferentes tipos de estruturas de Lewis, e você terá que pensar um pouco mais em certos casos.
Por exemplo, os elétrons não formam pares, a menos que não haja "espaços" disponíveis fora de um par, por exemplo, no carbono, existem quatro elétrons de valência, mas com oito pontos totais disponíveis, os elétrons não precisam formar pares para caber na camada e assim eles não
Calculando um número estérico
Usar a fórmula do número estérico é fácil, uma vez que você desenhou a estrutura de Lewis para a molécula em questão. Olhe para o átomo central e conte cada uma das ligações (mesmo se for uma ligação dupla ou tripla) ligadas a ele como uma cada. Em seguida, observe os pontos ao redor do átomo: há algum par que não esteja envolvido na ligação? Em caso afirmativo, adicione um ao total para cada exemplo.
Para H2O, o átomo central de oxigênio está ligado a dois átomos de hidrogênio e há dois pares de elétrons remanescentes ao seu redor. Isso pode ser inserido na fórmula do número estérico para encontrar o resultado:
\ begin {alinhado} \ text {número estérico} & = \ text {(número de átomos ligados ao átomo central)} + \ text {(número de pares solitários de elétrons no átomo central)} \\ & = 2 + 2 \\ & = 4 \ end {alinhado}
E então a água tem uma estrutura tetraédrica, embora parte dessa estrutura seja composta de pares solitários de elétrons.