Apresenta algum composto com sua estrutura molecular que seja formado a partir de uma ligação covalente contendo oxigênio como átomo central.
Passo 1
O enunciado pede que eu apresente algum composto cuja estrutura molecular seja formada a partir de ligações covalentes em que o oxigênio é o átomo central. Ou seja: preciso escolher um composto, mostrar a sua fórmula/estrutura (onde o átomo central é o oxigênio) e explicar como essa estrutura é obtida. Não há outras informações fornecidas.
Passo 2
Escolhi o composto mais simples e didático para isso: a água. Vou usar
porque tem oxigênio como átomo central ligado covalentemente a dois hidrogênios — isso facilita mostrar passo a passo como montar a estrutura e entender a geometria.
Passo 3
Primeiro, uma mini-aula rápida sobre ligação covalente e elétrons de valência (sem pânico, é curto e honesto):
- Ligação covalente: acontece quando átomos compartilham pares de elétrons para completar seus octetos (ou duetos, no caso do hidrogênio). Cada ligação simples corresponde a um par de elétrons compartilhados (2 elétrons).
- Elétrons de valência: são os elétrons da camada externa que participam das ligações. Para montar estruturas usamos a contagem desses elétrons.
Passo 4
Contagem de elétrons de valência para
:
- Oxigênio tem
elétrons de valência. - Cada hidrogênio tem
elétron de valência, então os dois hidrogênios juntos têm . - Total de elétrons de valência:
elétrons.
Agora como usar esseselétrons para fazer a estrutura: colocamos o átomo menos eletronegativo (aqui o oxigênio) no centro e ligamos os hidrogênios a ele com ligações simples.
Passo 5
Construção da estrutura de Lewis passo a passo:
- Coloca-se o oxigênio no centro e liga-se um hidrogênio de cada lado com uma ligação simples: cada ligação usa
elétrons, portanto elétrons usados nas ligações. - Dos
elétrons totais, restam elétrons, que ficam como pares isolados no oxigênio. - Resultado: o oxigênio tem dois pares de elétrons não ligantes (dois pares isolados) além das duas ligações O–H.
Representação simples: a estrutura empírica ée a representação de Lewis indica dois pares isolados em .
Passo 6
Verificação de cargas formais (para garantir que a estrutura é razoável):
- Fórmula da carga formal: carga formal = (elétrons de valência do átomo isolado) − (elétrons não ligantes) − (elétrons de ligação)/2.
- Para
: . - Para cada
: .
Logo todas as cargas formais são zero — estrutura estável e correta.
Passo 7
Geometria molecular pelo VSEPR (explicando com calma):
- VSEPR conta domínios eletrônicos ao redor do átomo central (cada ligação simples conta como um domínio; cada par isolado também conta).
- Em
o oxigênio tem 4 domínios eletrônicos: 2 domínios de ligação (os dois O–H) e 2 pares isolados. - Geometria eletrônica (contando pares) é tetraédrica, mas a geometria molecular (considerando apenas posições dos átomos) é angular (bent), porque os pares isolados ocupam espaço e “esmagam” o ângulo entre as ligações.
- Ângulo observado: aproximadamente
. Explicação: o ângulo tetraédrico ideal seria , mas pares isolados repelem mais que pares ligantes, reduzindo o ângulo entre as ligações O–H para cerca de .
Passo 8
Hibridização e polaridade (o que cai na prova com frequência):
- Hibridização do oxigênio em água:
(quatro orbitais híbridos: dois usados para ligações sigma O–H e dois ocupados por pares isolados). - Polaridade: oxigênio é mais eletronegativo que hidrogênio, então cada ligação O–H é polar. Como a molécula é angular, os vetores momento dipolar não se cancelam totalmente → a molécula é polar. Isso explica propriedades importantes da água (alto ponto de ebulição relativo ao tamanho, boa solvência, ligação de hidrogênio).
Passo 9
Resumo prático de como fazer na prova (receita curta e aplicável):
- Conte elétrons de valência.
- Coloque o átomo central (geralmente menos eletronegativo) no centro.
- Faça ligações simples para cada átomo terminal.
- Distribua os elétrons restantes como pares isolados para completar octetos.
- Verifique cargas formais.
- Use VSEPR para determinar a geometria e, se pedirem, a hibridização e polaridade.
Resposta
Água — fórmula:
; estrutura:
com dois pares isolados no oxigênio (representação de Lewis), geometria molecular angular (bent) e ângulo aproximado
.