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 \mathrm{H_2O} 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 \mathrm{H_2O}:
  • Oxigênio tem 6 elétrons de valência.
  • Cada hidrogênio tem 1 elétron de valência, então os dois hidrogênios juntos têm 1+1=2.
  • Total de elétrons de valência: 6 + 2 = 8 elétrons.
    Agora como usar esses 8 elétrons 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 2 elétrons, portanto 2 \times 2 = 4 elétrons usados nas ligações.
  • Dos 8 elétrons totais, restam 8 - 4 = 4 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 é \mathrm{H-O-H} e a representação de Lewis indica dois pares isolados em O.

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 O: 6 - 4 - 4/2 = 6 - 4 - 2 = 0.
  • Para cada H: 1 - 0 - 2/2 = 0.
    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 \mathrm{H_2O} 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 104{,}5^\circ. Explicação: o ângulo tetraédrico ideal seria 109{,}5^\circ, mas pares isolados repelem mais que pares ligantes, reduzindo o ângulo entre as ligações O–H para cerca de 104{,}5^\circ.

Passo 8

Hibridização e polaridade (o que cai na prova com frequência):
  • Hibridização do oxigênio em água: sp^3 (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):
  1. Conte elétrons de valência.
  2. Coloque o átomo central (geralmente menos eletronegativo) no centro.
  3. Faça ligações simples para cada átomo terminal.
  4. Distribua os elétrons restantes como pares isolados para completar octetos.
  5. Verifique cargas formais.
  6. Use VSEPR para determinar a geometria e, se pedirem, a hibridização e polaridade.

Resposta

Água — fórmula: \mathrm{H_2O}; estrutura: \mathrm{H-O-H} com dois pares isolados no oxigênio (representação de Lewis), geometria molecular angular (bent) e ângulo aproximado 104{,}5^\circ.

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