Dê o arranjo e a geometria molecular de uma molécula que tem os seguintes domínios de elétrons em seu átomo central:
Três domínios ligantes e dois domínio não-ligante;

Passo 1

O enunciado dá um átomo central com:
  • 3 domínios ligantes (pares ligantes, isto é, ligações a outros átomos);
  • 2 domínios não-ligantes (pares isolados ou lone pairs).
O que pedem:
  • o arranjo (arranjo eletrônico) dos domínios de elétrons ao redor do átomo central;
  • a geometria molecular (a forma determinada apenas pelos átomos ligados, desconsiderando os pares não-ligantes).

Passo 2

Primeira ideia clara: contamos todos os domínios de elétrons ao redor do átomo central, porque o arranjo eletrônico depende do total de domínios (ligações + pares isolados).
Aqui:
3 + 2 = 5.
Portanto há 5 domínios de elétrons no total. O arranjo eletrônico é o que minimiza a repulsão entre esses 5 domínios.

Passo 3

Explicando a regra física por trás (modo de pensar para a prova): domínios de elétrons se posicionam para minimizar repulsões elétricas. Em ordem de força de repulsão, geralmente vale
\text{LP-LP} > \text{LP-BP} > \text{BP-BP},
onde “LP” = lone pair (par não-ligante) e “BP” = bonding pair (par ligante). Isso significa que pares isolados ocupam mais espaço e “mandam” na escolha das posições.

Passo 4

Geometrias padrão para \,5 domínios:, o arranjo eletrônico que minimiza as repulsões é o trigonal bipiramidal. Características desse arranjo:
  • existem 3 posições equatoriais, no mesmo plano, separadas por 120^\circ entre si;
  • existem 2 posições axiais, uma acima e outra abaixo do plano equatorial, separadas por 180^\circ;
  • cada posição equatorial tem duas interações a 90^\circ com as axiais e duas a 120^\circ com as outras equatoriais; cada posição axial tem três interações a 90^\circ (com as três equatoriais) e uma a 180^\circ (com a outra axial).

Passo 5

Onde colocar os 2 pares não-ligantes para minimizar repulsões?
  • Um par não-ligante em posição axial sofreria três interações a 90^\circ com átomos nas posições equatoriais;
  • Um par não-ligante em posição equatorial sofreria apenas duas interações a 90^\circ (com as posições axiais) e uma a 120^\circ com a outra equatorial — portanto, é menos “apertado”.
    Logo, pares não-ligantes preferem posições equatoriais em um arranjo trigonal bipiramidal porque assim reduzem o número de interações a 90^\circ, que são as mais desfavoráveis.

Passo 6

Com 2 pares não-ligantes eles irão ocupar duas das três posições equatoriais. Isso deixa três posições ocupadas por átomos ligados: as duas posições axiais (opostas) e a única posição equatorial restante. Os três átomos ligados formam, portanto, uma forma em “T”: dois átomos em posições axiais (em linha, 180^\circ entre si) e um átomo no plano equatorial, resultando num “T” quando se desenha apenas os átomos.

Passo 7

Conclusão final e dica prática para a prova: procedimento para qualquer questão assim
  1. conte domínios ( 3+2=5);
  2. deduza arranjo eletrônico para o total ( 5 → trigonal bipiramidal);
  3. posicione os pares não-ligantes nas posições que minimizam repulsões (aqui, equatoriais);
  4. descreva a geometria considerando só os átomos (aqui, T-shaped).
    Exemplo real: a molécula \mathrm{ClF_3} é um caso típico de \mathrm{AB_3E_2} e tem arranjo trigonal bipiramidal e geometria molecular em T.

Resposta

Arranjo eletrônico: trigonal bipiramidal
Geometria molecular: em T (T-shaped)

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