Desenhe a estrutura de Lewis de
\mathrm{BrF}_{4}^{-}.

Passo 1

O enunciado pede: desenhar a estrutura de Lewis de \mathrm{BrF}_{4}^{-}.
Informações dadas (implícitas no enunciado):
  • A espécie é o ânion \mathrm{BrF}_{4}^{-}, ou seja, um bromo ligado a quatro flúor e com carga total -1.
  • Preciso fornecer a distribuição dos pares de elétrons (ligações e pares não-ligantes) e checar cargas formais.

Passo 2

Contar elétrons de valência totais disponíveis (passo crucial em qualquer estrutura de Lewis).
Regras usadas: cada átomo contribui com seus elétrons de valência; a carga total acrescenta (se negativa) ou retira (se positiva) elétrons.
  • Bromo ( \mathrm{Br}) tem 7 elétrons de valência.
  • Cada flúor ( \mathrm{F}) tem 7 elétrons de valência; são 4 átomos de \mathrm{F}, então 4\times7=28.
  • A carga -1 significa que há 1 elétron extra.
Somando:
7 + 28 + 1 = 36.
Logo, há \,36 elétrons de valência para distribuir na estrutura de Lewis.

Passo 3

Montar esqueleto e fazer ligações simples iniciais.
Escolha usual: átomo menos eletronegativo (aqui \mathrm{Br}) no centro, os \mathrm{F} ligados a ele. Desenho inicial: \mathrm{Br} com quatro ligações simples para os quatro \mathrm{F}.
Cada ligação simples usa 2 elétrons. Com 4 ligações:
4\times 2 = 8 \text{ elétrons usados nas ligações.}éçõ
Restam:
36 - 8 = 28 \text{ elétrons a distribuir como pares não-ligantes.}éã

Passo 4

Satisfazer o octeto dos átomos externos (os flúor).
Regra prática: os átomos de flúor precisam completar o octeto (8 elétrons ao redor), então cada \mathrm{F} precisa de 3 pares não-ligantes (6 elétrons) além da ligação.
Para os 4 \mathrm{F}:
4 \times 6 = 24 \text{ elétrons}é
são colocados como pares não-ligantes nos fluoreto. Dos 28 elétrons restantes, após preencher os \mathrm{F} sobram:
28 - 24 = 4 \text{ elétrons.}é

Passo 5

Colocar os elétrons restantes no átomo central.
Os 4 elétrons que sobraram vão para o \mathrm{Br} como pares não-ligantes. Isso significa que o \mathrm{Br} terá 2 pares não-ligantes (4 elétrons) no seu redor, além das 4 ligações.
Contagem ao redor do \mathrm{Br}: 4 ligações \Rightarrow 8 elétrons ligados + 2 pares não-ligantes \Rightarrow 4 elétrons; total ao redor do \mathrm{Br} = 12 elétrons. Aqui há uma expansão do octeto (elemento do período 4 pode acomodar mais de 8 elétrons).

Passo 6

Calcular cargas formais para checar se a distribuição faz sentido (e onde está a carga total).
Fórmula da carga formal: para um átomo,
\text{carga formal} = \text{(elétrons de valência livres)} - \bigl(\text{elétrons não-ligantes}\bigr) - \tfrac{1}{2}\bigl(\text{elétrons em ligações}\bigr).éêéãéçõ
Aplicando a cada tipo de átomo:
  • Para cada \mathrm{F}: valência =7. Nos desenhos finais cada \mathrm{F} tem 6 elétrons não-ligantes e participa de 1 ligação (2 elétrons na ligação, metade atribuída ao \mathrm{F} = 1). Então
\text{carga formal}_{\mathrm{F}} = 7 - 6 - 1 = 0.
  • Para \mathrm{Br}: valência =7. No desenho final \mathrm{Br} tem 4 elétrons não-ligantes e participa de 4 ligações (8 elétrons de ligação, metade atribuída = 4). Então
\text{carga formal}_{\mathrm{Br}} = 7 - 4 - 4 = -1.
Somando as cargas formais: 4\times 0 + (-1) = -1, que coincide com a carga total do íon. Portanto a distribuição está correta: a carga -1 está localizada formalmente no bromo.

Passo 7

Observar a geometria prevista pela teoria VSEPR (ótimo para responder “como fica” na prova).
  • Contagem de pares eletrônicos ao redor do átomo central (pares ligantes + pares não-ligantes): aqui são 4 pares ligantes + 2 pares não-ligantes = 6 pares.
  • Para 6 pares a geometria eletrônica é octaédrica. Com 4 ligantes e 2 pares não-ligantes, a geometria molecular (a posição dos átomos) é quadrado planar (square planar).
Comentário didático: os dois pares solitários ocupam posições opostas (axiais) no octaedro, minimizando repulsões; isso deixa os quatro \mathrm{F} em um plano formando um quadrado ao redor do \mathrm{Br}.

Passo 8

Resumo final da estrutura de Lewis (descrição que serve como “desenho” quando não há figura):
  • Átomo central: \mathrm{Br}.
  • Ligações: quatro ligações simples \mathrm{Br}\!-\!\mathrm{F}.
  • Pares não-ligantes: cada \mathrm{F} com três pares não-ligantes (seis elétrons); \mathrm{Br} com dois pares não-ligantes (quatro elétrons).
  • Carga formal: \mathrm{Br} tem carga formal -1; cada \mathrm{F} é neutro; carga total do íon -1.
  • Geometria esperada: quadrado planar.

Resposta

Estrutura de Lewis: \mathrm{Br} no centro ligado por quatro ligações simples a quatro \mathrm{F}; cada \mathrm{F} tem três pares não-ligantes; \mathrm{Br} tem dois pares não-ligantes; carga formal -1 no \mathrm{Br}. Geometria molecular: quadrado planar.

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