A compreensão da forma, da polaridade e do tamanho das moléculas é de fundamental importância para o entendimento das propriedades das substâncias. A polaridade das moléculas afeta os pontos de ebulição e outras propriedades físicas. Assim, determine se as seguintes moléculas abaixo são polares ou apolares. Fundamente suas respostas utilizando a estrutura de Lewis para cada um dos seguintes íons ou moléculas e determine sua geometria molecular:
\mathrm{SO}_{3} (trióxido de enxofre - é uma das substâncias causa da chuva ácida).

Passo 1

Resumindo o enunciado: queremos analisar a molécula de \mathrm{SO}_3 (trióxido de enxofre) para saber se ela é polar ou apolar. Para isso, vamos (1) montar a estrutura de Lewis, (2) determinar a geometria molecular pelo modelo VSEPR e (3) avaliar os dipolos de ligação para decidir a polaridade.

Passo 2

Contagem de elétrons de valência e esboço inicial da estrutura de Lewis.
Enxofre S tem 6 elétrons de valência e cada oxigênio O tem 6, totalizando
6 + 3 \times 6 = 24
elétrons de valência. Colocamos o S no centro ligado a cada O.

Passo 3

Distribuição dos elétrons e verificação de cargas formais.
  • Formamos três ligações duplas S=O, usando 3\times(2\times2)=12 elétrons.
  • Os 24 - 12 = 12 elétrons restantes vão como pares não ligantes, 4 elétrons em cada oxigênio.
  • Cada oxigênio fica com 2 pares livres e 2 pares na ligação dupla: 8 elétrons ao todo.
  • O enxofre fica com 3 pares de ligação e nenhum par livre, totalizando 6 elétrons ao redor (expansão de valência permitida para S).
    As cargas formais em cada átomo ficam nulas, mostrando uma estrutura estável e três ressonâncias equivalentes.

Passo 4

Determinação da geometria molecular pelo VSEPR.
O enxofre central tem três regiões de densidade eletrônica (três ligações duplas) e zero pares isolados. Pelo modelo AX _3 sem pares livres, a molécula é trigonal planar com ângulos de 120^\circ.

Passo 5

Análise dos dipolos de ligação e da polaridade molecular.
Cada ligação S=O é polar, pois \chi_O>\chi_S, gerando dipolos direcionados de S para O. Porém, na disposição trigonal planar, esses três vetores dipolares estão igualmente espaçados a 120^\circ e se cancelam mutuamente. Portanto o vetor dipolo resultante é nulo.

Resposta

A molécula de \mathrm{SO}_3 é apolar devido à sua geometria trigonal planar que cancela os três dipolos de ligação.

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