Considere as seguintes espécies no estado gasoso:
e
. Para cada uma delas, qual é a hibridização do átomo central e qual o nome da geometria molecular?
Passo 1
O enunciado pede, para cada uma das espécies abaixo, a hibridização do átomo central e o nome da geometria molecular:
As informações relevantes que temos (só as fórmulas das espécies) são exatamente essas fórmulas; devemos usar as regras de Lewis/VSEPR para descobrir quantos pares eletrônicos (ligações e pares isolados) existem ao redor do átomo central, e a partir disso determinar a hibridização e a geometria molecular.
Passo 2
Vou explicar o método passo a passo (calma, eu seguro tua mão aqui). Para cada espécie seguiremos estes passos:
- Contar os elétrons de valência totais da espécie (somar elétrons de cada átomo e considerar a carga).
- Desenhar a estrutura de ligação simples básica (assumir que cada ligação simples consome
elétrons). - Distribuir os elétrons restantes como pares isolados, preferindo completar octetos dos átomos eletronegativos (F).
- Determinar quantos domínios eletrônicos existem ao redor do átomo central (cada ligação simples conta como 1 domínio; cada par isolado no centro conta como 1 domínio).
- Usar a correspondência domínios
geometria e hibridização: -
domínios: geometria eletrônica e molecular = trigonal planar; hibridização . -
domínios: geometria eletrônica = tetraédrica; molecular depende de pares isolados; hibridização . -
domínios: geometria eletrônica = bipirâmide trigonal; hibridização . -
domínios: geometria eletrônica = octaédrica; hibridização .
-
- Ajustar a geometria molecular levando em conta a posição preferencial dos pares isolados (por exemplo, em uma bipirâmide trigonal, pares isolados preferem posições equatoriais).
Vou aplicar isso em cada espécie mostrando as contas detalhadas.
Passo 3
Para contar elétrons de valência totais usamos:
Lembrando: cada ligação simples consome
elétrons; cada átomo de flúor precisa completar
elétrons (3 pares isolados + 1 ligação) na maioria dos compostos normais. Vamos aplicar isto.
Passo 4
- Contagem de elétrons de valência:
- Três ligações B–F consomem
elétrons; sobrando elétrons para pares isolados, que serão colocados nos três F (cada F recebe 3 pares elétrons), usando . Não sobra elétron para B. - Ao redor de B: existem
ligações e pares isolados. Então domínios eletrônicos = . - Domínios
implica geometria trigonal planar e hibridização .
Observação didática: em, o boro fica com apenas 6 elétrons em muitas representações — ou seja, é deficiente de octeto; isso é habitual para elementos do grupo em compostos como este.
Passo 5
- Contagem de elétrons de valência:
(Expliquei: peguei
por ser elemento do grupo 14; somei
por causa da carga negativa.)
2. Três ligações Sn–F usam elétrons; sobra
elétrons.
3. Cada F precisa de elétrons em pares isolados (
pares), total
. Subtraindo:
elétrons restantes, que formam
par isolado no átomo central Sn.
4. Ao redor de Sn: ligações
par isolado
domínios eletrônicos
.
5. Domínios implica geometria eletrônica tetraédrica; com
par isolado a geometria molecular é trigonal piramidal. Hibridização correspondente:
.
Comentário prático: portanto tem o ânion com Sn no centro, um par isolado e três ligantes, sendo trigonal piramidal.
2. Três ligações Sn–F usam
3. Cada F precisa de
4. Ao redor de Sn:
5. Domínios
Comentário prático: portanto
Passo 6
- Contagem de elétrons de valência:
- Três ligações Br–F usam
elétrons; sobra . - Os
átomos F “consomem” elétrons como pares isolados; sobrando elétrons, que equivalem a pares isolados no bromo. - Ao redor de Br:
ligações + pares isolados domínios eletrônicos . - Domínios
implica geometria eletrônica bipirâmide trigonal e hibridização . - Posicionamento dos pares isolados: em uma bipirâmide trigonal, pares isolados preferem posições equatoriais (menor repulsão). Colocando os dois pares isolados em posições equatoriais, os três ligantes ocupam duas posições axiais e uma equatorial, resultando na geometria molecular em forma de “T” (T-shaped).
Resultado:é T-shaped, hibridização .
Passo 7
- Contagem de elétrons de valência:
- Quatro ligações Kr–F usam
elétrons; sobra . - Os
F tomam elétrons como pares isolados; sobra elétrons = pares isolados no Kr. - Ao redor de Kr:
ligações + pares isolados domínios eletrônicos . - Domínios
implica geometria eletrônica octaédrica e hibridização . - Posicionamento dos
pares isolados: para minimizar repulsão, pares isolados ocupam posições opostas (axiais opostas) no octaedro; os quatro ligantes ocupam o plano equatorial, formando assim uma geometria molecular quadrado planar (square planar).
Resultado:tem geometria molecular quadrado planar e hibridização .
Passo 8
- Contagem de elétrons de valência:
- Cinco ligações Br–F usam
elétrons; sobra . - Os
F tomam elétrons em pares isolados; sobra elétrons = par isolado no Br. - Ao redor de Br:
ligações + par isolado domínios eletrônicos . - Domínios
implica geometria eletrônica octaédrica e hibridização . - Com
par isolado em um vértice do octaedro e cinco ligantes ao redor, a geometria molecular resultante é pirâmide quadrada (square pyramidal).
Resultado:é square pyramidal, hibridização .
Passo 9
- Regra prática: conte elétrons, faça ligações simples, coloque pares isolados nos átomos mais eletronegativos primeiro (geralmente F), o que sobrar vai para o átomo central. Depois conte domínios.
- Lembre: domínios = ligações simples + pares isolados no átomo central (ligações múltiplas contam como 1 domínio).
- Mapeamento domínios→hibridização é o essencial para acertar rápido em prova.
- Se travar, faça a contagem de elétrons explicitamente como eu fiz — isso evita erros por suposição.