45- (Atkins 2007) Dê a hibridação do átomo em negrito das seguintes moléculas:
Passo 1
O enunciado pede a hibridação do átomo em negrito na molécula
.
Informações dadas explicitamente: a molécula é e o átomo em negrito é o boro (
).
Objetivo: determinar a hibridação eletrônica do átomo de nessa molécula.
Informações dadas explicitamente: a molécula é
Objetivo: determinar a hibridação eletrônica do átomo de
Passo 2
Primeiro passo prático: montar a estrutura de Lewis para saber quantos pares eletrônicos rodeiam
. Vou explicar passo a passo como contar elétrons e montar a estrutura.
-
Contagem de elétrons de valência:Aqui usamos que
tem 3 elétrons de valência e cada tem 7. -
Fazer ligações B–Cl: normalmente coloca-se
no centro ligado a três . Cada ligação simples usa 2 elétrons, então: Restamelétrons, que colocamos como pares não ligantes nos átomos de cloro para completar seus octetos: cada recebe 3 pares (6 elétrons), total . Assim, todos os têm octeto completo e fica com três pares compartilhados (ou seja, 3 ligações), totalizando 6 elétrons ao redor de (não completa octeto). -
Cálculo de cargas formais (para verificar plausibilidade):
Para:
Para cada
:
Tudo neutro, então a estrutura com
formando três ligações simples é correta, mesmo que
tenha apenas 6 elétrons ao seu redor (molécula deficiente em elétrons).
Passo 3
Agora transformamos a informação da estrutura de Lewis em hibridação. Vou ensinar o conceito prático que usamos em provas: número estérico (steric number) e correspondência com hibridação.
-
Definição prática (fórmula que usamos):Explicando: cada região de densidade eletrônica ao redor do átomo central (ligação simples, ligação dupla ou tripla — cada uma conta como 1 região — e cada par isolado conta como 1 região) determina a geometria local e a hibridação.
-
Tabela de correspondência comum:
-
Aplicando em
: o boro tem 3 regiões de densidade eletrônica — as três ligações B–Cl (não há pares isolados em ). Logo Pela tabela, número estéricohibridação .
Passo 4
Interpretação física da hibridação
e consequências para geometria:
-
O que significa
? Significa que um orbital e dois orbitais do boro se combinam para formar três orbitais híbridos , todos no mesmo plano e separados por ângulos de . Há ainda um orbital não hibridizado restante, perpendicular ao plano. -
Na prática para
: - Os três orbitais
do boro se sobrepõem com orbitais dos cloros para formar as três ligações sigma B–Cl. - A molécula é planar trigonal com ângulos de ligação iguais a
. - O orbital
não hibridizado em fica vazio (isso explica por que é ácido de Lewis: pode aceitar um par de elétrons nesse orbital vazio).
- Os três orbitais
Passo 5
Resumo prático para a prova (receita rápida):
- Contar elétrons de valência e desenhar a estrutura de Lewis.
- Contar regiões de densidade eletrônica ao redor do átomo pedido (ligações simples/duplas/triplas contam cada uma como 1; pares isolados contam como 1).
- Usar o número estérico para escolher a hibridação via a tabela (2→
, 3→ , 4→ ). - Verificar geometria e, se necessário, existência de orbital
não hibridizado (útil para prever comportamento ácido/base ou ligações π).