Desenhe as estruturas de Lewis para as seguintes moléculas e íons, para cada um deles, calcule a carga formal de cada átomo. Quando possível mostre mais de uma estrutura possível e qual delas deve ser a real. Se for o caso, indique se a molécula apresenta ressonância e qual é o híbrido de ressonância dessa molécula. Para todas as espécies, faça a representação espacial pela teoria da repulsão dos pares de elétrons da camada de valência (VSEPR).
\mathrm{BF}_{3}

Passo 1

O enunciado pede para elaborarmos a estrutura de Lewis de \mathrm{BF}_3, calcular a carga formal de cada átomo, verificar possibilidades de ressonância e determinar a geometria molecular segundo VSEPR. Vamos usar a teoria de octeto (quando possível), formalismo de carga formal e regra de repulsão dos domínios de elétrons da camada de valência.

Passo 2

Contagem de elétrons de valência em \mathrm{BF}_3:
– Boro ( \mathrm{B}) tem 3 elétrons de valência.
– Flúor ( \mathrm{F}) tem 7 elétrons de valência cada.
Total = 3 + 3\times7 = 24 elétrons

Passo 3

Montagem da estrutura básica:
1. Coloca-se o B no centro e cada F ligado a ele por uma ligação simples. Isso usa 3\times2=6 elétrons.
2. Restam 24-6=18 elétrons, que serão distribuídos como pares isolados nos três átomos de F, completando o octeto de cada F com 6 elétrons não ligantes ( 3 pares) em cada um.
3. O boro fica com apenas 6 elétrons (três ligações), o que é permitido para elementos do grupo 13.
A estrutura pode ser descrita em texto assim:
– B central ligado a três F por ligações simples.
– Cada F apresenta três pares de elétrons isolados.

Passo 4

Cálculo de carga formal:
– Para o boro:
\text{CF}_\mathrm{B} = V - (L + \tfrac{1}{2}B)
onde V=3, L=0 elétrons isolados em B, B=6 elétrons em ligações.
\text{CF}_\mathrm{B} = 3 - (0 + \tfrac{1}{2}\times6) = 3 - 3 = 0.
– Para cada flúor:
\text{CF}_\mathrm{F} = 7 - (6 + \tfrac{1}{2}\times2) = 7 - (6 +1) = 0.
Logo, todos os átomos têm carga formal igual a zero.

Passo 5

Verificação de ressonância e outras estruturas de Lewis:
Poderia-se imaginar duplas ligações \mathrm{B}= \mathrm{F} para satisfazer o octeto de B, porém isso geraria cargas formais não nulas (por exemplo \mathrm{B} com -1 e algum \mathrm{F} com +1), o que é menos estável. Portanto, não há estruturas alternativas de igual energia nem ressonância: a estrutura com três ligações simples e B subocteto é a real.

Passo 6

Geometria segundo VSEPR:
– Domínios eletrônicos em torno de B: 3 ligações simples, sem pares isolados.
– Isso corresponde a arranjo trigonal plano.
– Ângulos de ligação: 120^\circ.

Resposta

A estrutura de Lewis de \mathrm{BF}_3 é com B central ligado a três átomos de F por ligações simples e cada F com três pares isolados. Todas as cargas formais são zero. Não há ressonância. A geometria molecular é trigonal plana com ângulos de ligação de 120^\circ.

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