Geometria das moléculas

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– Geometria Trigonal Plana: A geometria trigonal plana pode ser observada em moléculas nas quais o átomo central possui três nuvens eletrônicas na sua camada de valência. As ligações químicas deste tipo de molécula formam um ângulo de 120 graus entre os átomos conectados ao átomo central. Quando duas nuvens eletrônicas forem de ligações químicas e a terceira nuvem for de elétrons não ligantes, a geometria da molécula é angular, também com um ângulo de 120 graus. A molécula de amônia (NH3) é um exemplo de geometria trigonal plana.

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– Geometria Angular: A geometria angular é comum a moléculas nas quais o átomo central possui três ou quatro nuvens eletrônicas na sua camada de valência. Quando existem três nuvens, duas devem ser de ligações químicas e uma deve ser não ligante para formar um ângulo de 120 graus. No caso de quatro nuvens, duas precisam fazer as ligações químicas e duas não, para que seja possível formam um ângulo de aproximadamente 104,45 graus entre os átomos da molécula. Um exemplo de geometria angular é a molécula de água (H20).

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Geometria Tetraédrica: Na geometria tetraédrica, devem existir quatro nuvens eletrônicas na camada de valência do átomo central. Todas as quatro nuvens devem fazer ligações químicas para que o átomo central fique localizado no centro do tetraedro regular, com ângulo de aproximadamente 109 graus. Um exemplo tradicional da geometria tetraédrica é a da molécula de metano (CH4).

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– Geometria Piramidal: A geometria piramidal pode ser verificada em moléculas nas quais o átomo central possui quatro nuvens eletrônicas na camada de valência, sendo que três destas nuvens fazem ligações químicas e a quarta não faz nenhuma ligação. Os três átomos conectados ao átomo central não ficam na mesma superfície e o ângulo formado é de 107 graus. Um exemplo da geometria piramidal é a molécula do amoníaco (NH3).

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GEOMETRIA DOS CRISTAIS

O estado sólido é um dos três estados físicos da matéria que, à diferença do estado líquido e do gasoso, se caracteriza por uma relativa ordenação espacial dos seus átomos numa estrutura a três dimensões (tridimensional).

Os corpos sólidos apresentam uma série de propriedades distintas dos líquidos e dos gases. É o caso de sua capacidade para suportar tensões, tanto no sentido paralelo como no perpendicular a uma das suas superfícies. A resistência oferecida a tais forças antes de chegar ao ponto de deformação ou ruptura depende, contudo, da natureza dos átomos que constituem a substância, bem como da forma como se ordenam e das forças de ligação que atuam no seu interior.

Sólidos cristalinos

Num sólido cristalino, o arranjo dos átomos, moléculas ou ions é tal, que a soma das forças atractivas globais tem um valor máximo. Estes sólidos apresentam uma organização interna uniforme (Ver figura apresentada acima).

Nestes sólidos, as unidades estruturais constituintes da matéria(átomos, moléculas ou ions) podem ligar-se através de ligações químicas.

No processo de solidificação dos sólidos cristalinos, os átomos ou moléculas fundamentais que os compõem se dispõem espacialmente numa forma geométrica ordenada. Os micro cristais básicos, células componentes das redes cristalinas do sólido, assumem formas cúbicas, rômbicas, tetragonais, hexagonais ou prismáticas irregulares. O retículo espacial, ou rede, unidade do sistema de cristalização do sólido, repete-se indefinidamente nas três direções do espaço até alcançar as suas bordas exteriores. Dessa forma, ao fraturar-se um sólido de cristalização perfeita, deve reproduzir em cada um dos seus fragmentos a geometria do corpo no mesmo sistema cristalino.

Os átomos ou moléculas do cristal situam-se ou no vértice de cada retículo, ou no centro do retículo, ou ainda no centro de cada uma de suas faces. Essa disposição interna foi determinada mediante observação a partir da difração dos raios X, ou seja, do desvio sofrido pelos feixes dessa natureza que se fazem incidir sobre os sólidos.

Os metais e ligas metálicas caracterizam-se principalmente por apresentarem elevada condutividade da eletricidade e do calor. Essas características explicam-se pela relativa liberdade de movimentos dos elétrons (partículas elementares de carga negativa) que ficam livres na rede ao se configurarem as ligações entre os átomos do metal.

Os cristais iônicos são agregados de íons: átomos ou moléculas que, durante transformações químicas, perderam ou capturaram elétrons e ficaram eletricamente carregados. Os íons positivos e negativos distribuem-se de forma intercalada, razão pela qual as ligações resultantes se fundamentam nas forças compensadas de atração eletrostática existente entre eles. A rede dos cristais iônicos constitui um sal cuja condutividade elétrica e calorífica normalmente aumenta de forma proporcional à temperatura.

Os cristais covalentes, como o diamante, o silício e o germânio, apresentam alta dureza e, freqüentemente, brilho. Ao contrário dos cristais iônicos ou salinos, comportam-se em geral como isolantes elétricos devido à ausência parcial ou total de cargas elétricas na sua estrutura.

Alguns cristais moleculares e covalentes, assim como certas ligas metálicas e sais iônicos, são substâncias isolantes, não-condutoras de corrente elétrica a baixas temperaturas. Ao aumentar-se a temperatura acima de certo valor, contudo, a sua condutividade aumenta sensivelmente. Esses materiais, que constituem intrinsecamente conectores e interruptores elétricos, em função da temperatura a que são submetidos, recebem o nome de semicondutores. Desde a segunda metade do século XX, estes materiais alcançaram importância transcendental na tecnologia eletrônica e cibernética. Destacam-se os plásticos, os vidros, os sabões, as parafinas e muitos outros compostos orgânicos e inorgânicos. A disposição interna dos componentes materiais dos sólidos amorfos é em grande parte aleatória, semelhante à dos líquidos, que mantêm fixas, contudo, as distâncias de suas ligações moleculares.

A ausência de um padrão de cristalização caracteriza os chamados sólidos não-cristalinos ou amorfos. Entre eles destacam-se os plásticos, os vidros, os sabões, as parafinas e muitos outros