GEOMETRIA MOLECULAR: A TOERIA RPENV
Moléculas simples como água, amônia, metano, entre outras, podem ter sua geometria elucidada por meio de ferramentas menos complexas, como a teoria da repulsão do par de elétrons no nível de valência (RPENV).

Para tanto, deve-se atender as regras a seguir:
1. As moléculas ou íons devem ter seu átomo central ligado a dois ou mais átomos ou grupos de átomos;
2. Cadastra-se o número de pares de elétrons ligantes e não ligantes relacionados ao átomo central;
3. Considerando que os pares de elétrons apresentam certa repulsão entre si, estes tendem a se afastar. E, quando os elétrons envolvidos são de pares não ligantes, a repulsão é mais intensa;
4. Monte a molécula no espaço considerando a influência de todos os pares de elétrons do átomo central. A geometria, por sua vez, levará em conta somente as posições dos átomos ligados ao átomo central.

Exemplo 1: CH4
O metano tem um carbono como átomo central. Ele apresenta quatro pares de elétrons ligantes (ligações covalentes), cujo maior ângulo de repulsão entre os pares é de, aproximadamente, 109,5o, vinculado a um tetraedro.



Exemplo 2: NH3
A amônia tem um nitrogênio central, três ligações covalentes e um par de elétrons não ligante. Como o par de elétrons não ligante tem maior intensidade de repulsão, ele desloca com maior força as três ligações covalentes, aproximando-as. Por isso, o ângulo entre as ligações covalentes é menor que 109,5o (tetraedro). Na prática, o ângulo é de 107o. E como a geometria considera apenas as posições dos átomos ligados ao átomo central, tem-se uma pirâmide trigonal.



Exemplo 3: H2O

A água tem um oxigênio central, duas ligações covalentes e dois pares de elétrons não ligantes. Como os pares de elétrons não ligantes tem maior intensidade de repulsão, eles deslocam com maior força as duas ligações covalentes, aproximando-as. Por isso, o ângulo entre as ligações covalentes é menor que 107o (pirâmide trigonal). Na prática, o ângulo é de 105o. E como a geometria considera apenas as posições dos átomos ligados ao átomo central, tem-se a geometria angular.



Exemplo 4: BF3

O boro tem apenas três elétrons na camada de valência e os utiliza para formar três ligações covalentes com os átomos de flúor. Dessa forma, tem-se três ligações covalentes se repelindo, cujo ângulo de maior espaçamento é igual a 120o, mantendo os átomos de flúor dentro de um plano. Logo, a geometria do BF3 é trigonal plana.



Exemplo 5: BeH2

O berílio tem apenas dois elétrons na camada de valência e os utiliza para formar duas ligações covalentes com os átomos de hidrogênio. Dessa forma, tem-se duas ligações covalentes se repelindo, cujo ângulo de maior espaçamento é igual a 180o, mantendo os átomos de hidrogênio dentro de um eixo. Logo, a geometria do BeH2 é linear.



Exercício 1) Use a teoria RPENV para prever a geometria das seguintes moléculas e íons:
a) SiF4
b) H2S
c) NH4+
d) H2S
e) BeF2
f) AlCl3
g) BH4-

Dica: para saber quantos elétrons o átomo central tem na camada de valência, basta saber em qual Família da Tabela Periódica ele está classificado. Exemplo: silício. Por pertencer a Família 4A, o silício tem quatro elétrons na camada de valência.

Exercício 2) Desenhe a molécula de PH3 e o íon AlCl4- evidenciado suas geometrias.

REFERÊNCIA:
Adaptado de SOLOMONS, T. W. G.; FRYHLE, C. B. Química Orgânica. 8. ed. Rio de Janeiro: Editora LTC, 2005. v. 1.