Desenhe as cinco formas moleculares ordinárias, indique seus ângulos de ligação e preveja a hibridização do átomo central.

Passo 1

O enunciado pede três coisas para cinco formas moleculares “ordinárias”: desenhá-las (ou descrevê-las), indicar os ângulos de ligação e prever a hibridização do átomo central. \n
Informações dadas (implícitas no enunciado): estamos considerando as cinco geometrias moleculares comuns sem pares isolados no átomo central (formas ideais): há 5 geometrias a apresentar; para cada uma preciso fornecer o ângulo(s) de ligação e a hibridização prevista do átomo central. \n
O que vou entregar: para cada geometria vou (a) descrever a disposição dos átomos ao redor do átomo central (modo de “desenhar” sem imagem), (b) indicar os ângulos de ligação característicos e (c) justificar e prever a hibridização do átomo central com um exemplo típico.

Passo 2

Conceitos fundamentais (passo-a-passo, bem mastigado). \n
  1. Domínios eletrônicos e repulsão: um “domínio eletrônico” ao redor do átomo central é qualquer ligação sigma (cada ligação simples, ou cada ligação múltipla conta como 1 domínio sigma) ou par isolado de elétrons. Esses domínios se repelem e se organizam de modo a minimizar a repulsão. \n
  2. Número estérico (steric number): conte os domínios eletrônicos ao redor do átomo central. Esse número determina a geometria eletrônica e, quando não há pares isolados, coincide com a geometria molecular. \n
  3. Hibridização (regra prática usada aqui): a hibridização do átomo central costuma corresponder ao tipo e ao número de orbitais que se combinam para acomodar os domínios sigma. A correspondência útil para as geometrias ordinárias é: \n
  • steric number 2 \Rightarrow hibridização \mathrm{sp} \n
  • steric number 3 \Rightarrow hibridização \mathrm{sp}^2 \n
  • steric number 4 \Rightarrow hibridização \mathrm{sp}^3 \n
  • steric number 5 \Rightarrow hibridização \mathrm{sp}^3\mathrm{d} \n
  • steric number 6 \Rightarrow hibridização \mathrm{sp}^3\mathrm{d}^2 \n
    Explicação curta: por exemplo, steric number 4 significa que o átomo central usa quatro orbitais híbridas para acomodar quatro ligações sigma; quatro orbitais híbridos surgem da combinação de um orbital s com três orbitais p, resultando em \mathrm{sp}^3. \n
  1. Observação prática para a prova: quando o enunciado pede “desenhar”, faça um esboço com o átomo central no centro e os ligantes posicionados conforme os ângulos; para geometrias 3D use linhas cheias para ligações no plano do papel, um triângulo cheio para ligações saindo do plano (wedge) e tracejado para entrando no plano (nas provas sem figura, descreva assim).

Passo 3

Geometria 1 — Linear. \n
Descrição (como desenhar): coloque o átomo central no meio e dois ligantes em lados opostos em linha reta: \text{B} - \text{A} - \text{B}. \n
Por que essa forma aparece: steric number 2 (dois domínios eletrônicos), os domínios se colocam em oposição para minimizar repulsão. \n
Ângulo de ligação: \;180^\circ. \n
Hibridização do átomo central: \mathrm{sp} (pois steric number 2\Rightarrow\mathrm{sp}). \n
Exemplo típico: \mathrm{CO}_2 (os dois oxigênios em linha oposta ao C central).

Passo 4

Geometria 2 — Trigonal planar. \n
Descrição (como desenhar): átomo central no centro com três ligantes formando um triângulo plano ao redor; os três estão no mesmo plano e separados igualmente. \n
Por que essa forma aparece: steric number 3 (três domínios eletrônicos) que se arranjam em um plano para minimizar repulsão. \n
Ângulo de ligação: \;120^\circ entre cada par adjacente de ligantes. \n
Hibridização do átomo central: \mathrm{sp}^2 (steric number 3\Rightarrow\mathrm{sp}^2). \n
Exemplo típico: \mathrm{BF}_3.

Passo 5

Geometria 3 — Tetraédrica. \n
Descrição (como desenhar): átomo central com quatro ligantes direcionados aos vértices de um tetraedro regular. Em um esboço 2D: desenhe três ligações no plano (em forma de “Y” com 120° aparentes no papel) e uma ligação saindo do plano e outra entrando (uma como wedge cheia e outra tracejada) — isso ajuda a transmitir a 3D. \n
Por que essa forma aparece: steric number 4 (quatro domínios) que se colocam nos vértices de um tetraedro para máxima separação. \n
Ângulo de ligação: \;109,5^\circ (ângulo tetraédrico ideal). \n
Hibridização do átomo central: \mathrm{sp}^3 (steric number 4\Rightarrow\mathrm{sp}^3). \n
Exemplo típico: \mathrm{CH}_4.

Passo 6

Geometria 4 — Trigonal bipiramidal. \n
Descrição (como desenhar): imagine dois triângulos sobrepostos: três ligantes formam um triângulo ao redor do átomo central no plano equatorial (essas três posições são as “equatoriais”) e dois ligantes ficam um acima e um abaixo desse plano (posições “axiais”). \n
Por que essa forma aparece: steric number 5 (cinco domínios) que se organizam em duas pirâmides triangulares coladas pela base para minimizar repulsão entre cinco domínios. \n
Ângulos de ligação característicos: \n
  • entre ligantes equatoriais adjacentes: \;120^\circ, \n
  • entre um ligante axial e qualquer ligante equatorial: \;90^\circ, \n
  • entre os dois axiais: \;180^\circ. \n
    Hibridização do átomo central: \mathrm{sp}^3\mathrm{d} (steric number 5\Rightarrow\mathrm{sp}^3\mathrm{d}). \n
    Exemplo típico: \mathrm{PCl}_5.

Passo 7

Geometria 5 — Octaédrica. \n
Descrição (como desenhar): átomo central no centro com seis ligantes ocupando os vértices de um octaedro regular — alternativamente pense em três pares de ligantes alinhados mutuamente perpendicularmente (um par na vertical, um par no eixo x, um par no eixo y). \n
Por que essa forma aparece: steric number 6 (seis domínios) que se organizam simetricamente para minimizar repulsão. \n
Ângulo de ligação: \;90^\circ entre qualquer par de ligantes adjacentes; pares opostos têm \;180^\circ. \n
Hibridização do átomo central: \mathrm{sp}^3\mathrm{d}^2 (steric number 6\Rightarrow\mathrm{sp}^3\mathrm{d}^2). \n
Exemplo típico: \mathrm{SF}_6.

Passo 8

Observações extras curtas e dicas de prova (práticas, motivadoras). \n
  • Quando houver pares isolados no átomo central a geometria molecular muda (por exemplo, steric number 4 com 1 par isolado dá forma “trigonal piramidal” como \mathrm{NH}_3 e ângulos ligeiramente menores que \;109,5^\circ). Se a questão fala em “formas ordinárias” normalmente isso significa sem pares isolados no central. \n
  • Regra prática para desenhar rápido: conte domínios (steric number) → escolha a geometria eletrônica correspondente → se não há pares isolados, essa é a geometria molecular → use a tabela de hibridização do Passo 2. \n
  • Respira fundo: decorar as cinco geometrias e a tabela de hibridização faz grande parte do trabalho na prova. Pratique desenhar cada uma em 2 minutos.

Resposta

Linear — ângulo 180^\circ, hibridização \mathrm{sp}
Trigonal planar — ângulo 120^\circ, hibridização \mathrm{sp}^2
Tetraédrica — ângulo 109,5^\circ, hibridização \mathrm{sp}^3
Trigonal bipiramidal — ângulos: equatorial–equatorial 120^\circ, axial–equatorial 90^\circ, axial–axial 180^\circ; hibridização \mathrm{sp}^3\mathrm{d}
Octaédrica — ângulo 90^\circ (adjacentes) e 180^\circ (opostos); hibridização \mathrm{sp}^3\mathrm{d}^2

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