(e) Classifique as seguintes moléculas como polar ou apolar:
.
(f) Escreva as estruturas de Lewis para:
.
(g) Quais formas você esperaria para as espécies (a)
e (b)
?
(f) Escreva as estruturas de Lewis para:
(g) Quais formas você esperaria para as espécies (a)
Passo 1
Beleza, o enunciado tem três partes:
- (e) Classificar as moléculas Cl₂, Cl–Br, CO₂ e H₂O como polares ou apolares.
- (f) Desenhar as estruturas de Lewis de XeF₄, PF₅, BrF₃ e TeCl₄.
- (g) Dizer a forma (geometria) de SO₃ e de SO₃²⁻.
Isso envolve conceitos de ligação química (eletronegatividade e momento de dipolo), estrutura de Lewis (contagem de elétrons de valência, regra do octeto e cargas formais) e VSEPR (teoria das repulsões de pares eletrônicos para determinar geometria).
Passo 2
Parte (e): polar ou apolar?
- Teoria rápida:
- Cada ligação tem um momento de dipolo se os átomos tiverem eletronegatividades diferentes.
- Uma molécula é apolar quando a soma vetorial de todos esses dipolos é zero.
- Análise de cada:
- Cl₂: dois átomos iguais → ΔEN = 0 → nenhuma polaridade na ligação → molécula apolar.
- Cl–Br: Cl (3,0) vs Br (2,8) em EN aproximada → ligação polar (um dipolo apontando de Br para Cl) e só tem um dipolo → molécula polar.
- CO₂: ligações C=O são polares, mas a molécula é linear (O–C–O a 180°), os dipolos se cancelam → apolar.
- H₂O: ligações O–H são polares e a molécula é angular (≈104°), os dipolos não se cancelam → polar.
Passo 3
Parte (f): estruturas de Lewis
- Passos gerais:
a) Contar elétrons de valência totais.
b) Montar esqueleto (átomo central + ligações).
c) Distribuir elétrons para completar octeto (ou expandir, se possível).
d) Ajustar para minimizar cargas formais. - XeF₄:
- Xe → 8 e⁻; 4×F → 4×7 = 28 e⁻; total = 36 e⁻ (18 pares).
- Ligações Xe–F consomem 4 pares → sobram 14 pares.
- Cada F completa octeto com 3 pares cada (12 pares); sobram 2 pares para Xe (lone pairs).
- Resultado: Xe com 4 ligações + 2 pares isolados → geometria quadrado planar.
- PF₅:
- P → 5 e⁻; 5×F → 35 e⁻; total = 40 e⁻ (20 pares).
- Usa 5 pares para ligações P–F; cada F recebe 3 pares adicionais (15 pares); nenhum sobrou.
- P tem 5 ligações, sem pares isolados → bipirâmide trigonal.
- BrF₃:
- Br → 7 e⁻; 3×F → 21 e⁻; total = 28 e⁻ (14 pares).
- Usa 3 pares em ligações; cada F completa octeto com 3 pares (9 pares); sobraram 2 pares para Br.
- Br tem 3 ligações + 2 pares isolados → geometria em T (T-shaped).
- TeCl₄:
- Te → 6 e⁻; 4×Cl → 28 e⁻; total = 34 e⁻ (17 pares).
- Usa 4 pares em ligações; cada Cl recebe 3 pares (12 pares); sobra 1 par para Te.
- Te com 4 ligações + 1 lone pair → geometria «alçapão» (seesaw).
Passo 4
Parte (g): formas de SO₃ e SO₃²⁻
- SO₃:
- S (6 e⁻) + 3×O (18 e⁻) = 24 e⁻ → 12 pares.
- Forma-se 3 duplas ligando S=O e cada O fica com 2 pares livres.
- S não tem pares isolados, 3 regiões de densidade → trigonal planar (ângulos 120°).
- SO₃²⁻ (íon sulfito):
- S (6 e⁻) + 3×O (18 e⁻) + 2 cargas extras = 26 e⁻ → 13 pares.
- Monta duas S–O duplas + uma S–O simples (que carrega carga –), faz ressonância.
- Total de 4 regiões de densidade em volta de S (3 ligações + 1 lone pair) → trigonal pyramidal.
Resposta
(e) Cl₂: apolar
Cl–Br: polar
CO₂: apolar
H₂O: polar
Cl–Br: polar
CO₂: apolar
H₂O: polar
(f)
XeF₄: estrutura com Xe no centro, 4 F em quadrado planar + 2 pares isolados em posição axial.
PF₅: bipirâmide trigonal (P central, 3 F no plano equatorial, 2 axiais).
BrF₃: T-shaped (Br central, 3 F em T + 2 pares isolados).
TeCl₄: seesaw (Te central, 4 Cl + 1 par isolado).
XeF₄: estrutura com Xe no centro, 4 F em quadrado planar + 2 pares isolados em posição axial.
PF₅: bipirâmide trigonal (P central, 3 F no plano equatorial, 2 axiais).
BrF₃: T-shaped (Br central, 3 F em T + 2 pares isolados).
TeCl₄: seesaw (Te central, 4 Cl + 1 par isolado).
(g)
SO₃: trigonal planar
SO₃²⁻: trigonal pyramidal
SO₃: trigonal planar
SO₃²⁻: trigonal pyramidal