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).
Passo 1
O enunciado pede para elaborarmos a estrutura de Lewis de
, 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
:
– Boro ( ) tem
elétrons de valência.
– Flúor ( ) tem
elétrons de valência cada.
Total elétrons
– Boro (
– Flúor (
Total
Passo 3
Montagem da estrutura básica:
. Coloca-se o B no centro e cada F ligado a ele por uma ligação simples. Isso usa
elétrons.
. Restam
elétrons, que serão distribuídos como pares isolados nos três átomos de F, completando o octeto de cada F com
elétrons não ligantes (
pares) em cada um.
. O boro fica com apenas
elétrons (três ligações), o que é permitido para elementos do grupo
.
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.
– 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:
– Para o boro:
onde
,
elétrons isolados em B,
elétrons em ligações.
– Para cada flúor:
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 para satisfazer o octeto de B, porém isso geraria cargas formais não nulas (por exemplo
com
e algum
com
), 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.
Poderia-se imaginar duplas ligações
Passo 6
Geometria segundo VSEPR:
– Domínios eletrônicos em torno de B: ligações simples, sem pares isolados.
– Isso corresponde a arranjo trigonal plano.
– Ângulos de ligação: .
– Domínios eletrônicos em torno de B:
– Isso corresponde a arranjo trigonal plano.
– Ângulos de ligação:
Resposta
A estrutura de Lewis de
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
.