- Para cada composto elencado abaixo, prediga o arranjo eletrônico, a geometria molecular e se seu caráter é polar ou apolar:
g)
Passo 1
O enunciado pede, para o composto
:
- prever o arranjo eletrônico ao redor do átomo central;
- prever a geometria molecular (geometria das posições dos átomos);
- dizer se a molécula é polar ou apolar.
Informação dada explícita: a fórmula molecular é
(um enxofre ligado a seis fluoretos). Não há figura adicional.
Passo 2
Contagem de elétrons de valência e esboço da estrutura de Lewis (passo a passo, bem mastigado).
- Enxofre (
) tem elétrons de valência. - Flúor (
) tem elétrons de valência cada. Como há fluoretos, os elétrons de valência dos fluoretos somam . - Total de elétrons de valência:
elétrons.
Montagem da estrutura de Lewis (como montar na prova):
- Coloca-se o átomo menos eletronegativo no centro: aqui
central e os seis ao redor. - Forma-se uma ligação simples
para cada flúor. Cada ligação usa elétrons. Para ligações usa-se elétrons. - Os elétrons restantes são colocados como pares não-ligantes (lone pairs) nos átomos mais eletronegativos primeiro (os
). Restam elétrons, que permitem dar elétrons não-ligantes em cada (ou seja, 3 pares em cada ), completando o octeto de cada flúor. - No enxofre sobram
elétrons não-ligantes (nenhum par solitário no átomo central) e o enxofre participa de ligações simples, totalizando elétrons ao redor de (expansão de octeto permitida para elementos do 3.º período).
Verificação de cargas formais (útil para justificar a estrutura):
- Carga formal do enxofre:
- Carga formal de cada flúor:
Portanto, estrutura razoável com cargas formais zero.
Passo 3
Definir e contar “domínios eletrônicos” no átomo central (como usar em prova).
- Domínio eletrônico = região de alta densidade eletrônica em torno do átomo central; inclui ligações simples, múltiplas e pares isolados.
- No
temos ligações simples e pares isolados, então há domínios eletrônicos.
Tabela curta (lembrar na prova):
-
domínios → linear; -
domínios → trigonal planar; -
domínios → tetraédrico; -
domínios → trigonal bipiramidal; -
domínios → octaédrico.
Logo, com
domínios eletrônicos a configuração eletrônica (arranjo dos domínios) ao redor do átomo central é octaédrica. Isso significa que os seis domínios se posicionam nos vértices de um octaedro imaginário, com ângulos de
entre vizinhos e
entre opostos.
Passo 4
Geometria molecular (posição real dos átomos):
- Como o átomo central não tem pares isolados (
lone pairs) e todos os domínios são ligações , a geometria molecular coincide com o arranjo eletrônico. - Portanto a geometria molecular é também octaédrica.
Dica prática para a prova: se tiver pares isolados, a geometria molecular pode diferir do arranjo eletrônico; aqui não ocorre isso.
Passo 5
Hybridização (apenas para completar o entendimento e para usar em provas que peçam):
- Para uma geometria octaédrica costuma-se indicar a hibridação
no modelo de hibridização simples (um modelo de livro: formam seis orbitais híbridos).
Observação: modelos quânticos modernos tratam a ligação de forma mais sofisticada, mas em provas de química geral é aceitável indicar.
Passo 6
Polaridade: por que
é apolar (não-polar).
- Cada ligação
é polar porque o flúor é bem mais eletronegativo que o enxofre; portanto cada ligação tem um dipolo apontando do enxofre para o flúor. - Porém, na geometria octaédrica esses seis dipolos estão dispostos de forma perfeitamente simétrica: para cada dipolo existe outro dipolo de mesma magnitude e sentido oposto (pares opostos ao longo de eixos), de modo que a soma vetorial de todos os dipolos é zero.
- Resultado: a molécula não tem momento dipolar resultante, logo é apolar (não-polar).
Explicação vetorial curta que dá para desenhar rápido na prova: considere um par de ligações opostas (180°) — esses dois dipolos se cancelam. Restam dois pares perpendiculares que também se cancelam; no fim, tudo cancela.
Passo 7
Resumo final (responda rápido na prova):
- Arranjo eletrônico em torno de
: octaédrico (6 domínios eletrônicos). - Geometria molecular: octaédrica (6 ligantes, 0 pares isolados).
- Polaridade: apolar (momentos dipolares das ligações se cancelam por simetria).
Resposta
Arranjo eletrônico: octaédrico.
Geometria molecular: octaédrica.
Caráter: apolar (não-polar).
Geometria molecular: octaédrica.
Caráter: apolar (não-polar).