Desenhe a estrutura de Lewis para o clorofórmio, \mathrm{CHCl}_{3}. Qual é a geometria molecular? A molécula é polar ou apolar? Justifique.

Passo 1

O enunciado pede para desenhar a estrutura de Lewis de \mathrm{CHCl_3}, identificar sua geometria molecular e determinar se a molécula é polar ou apolar. Vamos usar conceitos de elétrons de valência, distribuição de pares de elétrons segundo VSEPR e análise de dipolos para polaridade.

Passo 2

Calculamos o total de elétrons de valência em \mathrm{CHCl_3}. O carbono contribui com 4 elétrons, o hidrogênio com 1 e cada cloro com 7. Logo,
4 + 1 + 3\times7 = 4 + 1 + 21 = 26
elétrons de valência no total.

Passo 3

Definimos o esqueleto: o carbono é o átomo central, ligado por ligações simples a um átomo de hidrogênio e a três átomos de cloro. Cada ligação simples consome 2 elétrons, ou seja, 4 ligações
\times 2=8 elétrons usados. Restam 26-8=18 elétrons.

Passo 4

Distribuímos os 18 elétrons restantes como pares solitários nos átomos de cloro. Cada cloro recebe três pares solitários ( 3\times2=6 elétrons), totalizando 3\times6=18. O carbono e o hidrogênio não ficam com pares livres. A estrutura de Lewis é, portanto:
\begin{array}{c} \displaystyle \quad\;:\!:\;{\rm Cl}\;:\!:\quad\\\ \displaystyle \quad\bigl\vert\\\ \displaystyle :\!{\rm Cl}\!-\!C\!-\!H\\\ \displaystyle \quad\bigl\vert\\\ \displaystyle \quad\;:\!:\;{\rm Cl}\;:\!:\quad \end{array}
onde cada “ :\!:” representa um par de elétrons não ligantes.

Passo 5

Para determinar a geometria, usamos o modelo VSEPR. O carbono possui quatro pares ligantes e nenhum par livre, configurando um arranjo tetraédrico com ângulos aproximados de 109,5^\circ.

Passo 6

Analisamos a polaridade: as ligações C–Cl são bastante polares (diferença de eletronegatividade), enquanto a ligação C–H é pouco polar. Na geometria tetraédrica com três Cl e um H, os vetores dipolo resultantes não se cancelam totalmente, gerando um momento dipolar líquido voltado para o lado dos cloros. Logo, a molécula é polar.

Resposta

A estrutura de Lewis de \mathrm{CHCl_3} mostra o carbono central ligado a um hidrogênio e a três cloros, cada cloro com três pares livres. A geometria molecular é tetraédrica e a molécula é polar devido ao momento dipolar resultante da soma vetorial dos dipolos C–Cl e C–H.

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