2- Desenhe a estrutura de Lewis para
\mathrm{NF}_{3}.
a) Qual é a geometria devida aos pares de elétrons e qual é a geometria molecular?
b) Qual é a hibridização do átomo de nitrogênio?
c) Que orbitais de N e F se sobrepõem para formar ligações entre esses elementos?

Passo 1

O enunciado pede para desenhar a estrutura de Lewis de NF3 e, a partir dela, determinar:
– (a) a geometria devida aos pares de elétrons (electron-domain) e a geometria molecular (molecular-shape) segundo VSEPR;
– (b) a hibridização do átomo de nitrogênio;
– (c) quais orbitais de N e de F se sobrepõem para formar as ligações.
Conteúdo necessário: valência e pares de elétrons, regras de Lewis, teoria VSEPR e conceito de hibridização e sobreposição orbital.

Passo 2

Calcule os elétrons de valência e monte a estrutura de Lewis:
– Nitrogênio (N) tem 5 elétrons de valência; cada flúor (F) tem 7. Total = 5 + 3times7 = 26 elétrons.
– Ligue N aos três F por ligações simples (cada ligação consome 2 elétrons): 3times2=6. Restam 26-6=20 elétrons para pares isolados.
– Distribua pares isolados: cada F completa seu octeto com 3 pares ( 18 elétrons) e os 2 elétrons restantes formam o par isolado do N.
Estrutura esquemática (pontos = elétrons não ligantes, traço = ligação simples):
..        ..        ..  
:F: — N — :F:
|
:F:
Aqui o N tem um par isolado (…) e três ligações N–F; cada F tem três pares isolados.

Passo 3

Conte os domínios eletrônicos em torno do N (pares ligantes + pares isolados):
– pares ligantes =3
– pares não ligantes =1
Total =4 domínios eletrônicos. Segundo VSEPR:
– geometria dos domínios (electron-domain) = tetraédrica
– geometria molecular (descrição dos átomos) = trigonal piramidal

Passo 4

Com quatro domínios eletrônicos, o átomo central adota hibridização sp^3. Uma das orbitais híbridas sp^3 armazena o par isolado, e as outras três formam ligações com F.

Passo 5

Cada ligação N–F é uma sobreposição “spam” de:
– uma orbital híbrida sp^3 do N (portando um elétron)
– com um orbital 2p do F (portando um elétron)
Assim, as três ligações N–F vêm do overlap de três orbitais sp^3 de N com três orbitais 2p de três átomos de F.

Resposta

(a) electron-domain tetraédrica; geometria molecular trigonal piramidal.
(b) hibridização do N = sp^3.
(c) sobrepõem-se orbitais híbridas sp^3 de N com orbitais 2p de cada F para formar as ligações sigma.

Exercícios relacionados