Determine a geometria do domínio eletrônico e a geometria molecular segundo a teoria VSEPR.

Passo 1

O enunciado pede para “determinar a geometria do domínio eletrônico e a geometria molecular segundo a teoria VSEPR”. Informações dadas no enunciado: nenhuma molécula, fórmula ou estrutura foi fornecida. Portanto, com os dados atuais não há como indicar uma geometria específica para um composto concreto.

Passo 2

Por que isso não é suficiente? Primeiro vou explicar, passo a passo e de forma bem didática, o que a teoria VSEPR pede para que a gente possa, na prova, fazer a resposta rapidamente assim que a molécula for informada.
O que é cada coisa (explicando termos):
  • Domínio eletrônico: é cada região de alta densidade eletrônica ao redor do átomo central. Conta-se como um domínio cada ligação (ligação simples, dupla ou tripla contam como um único domínio) e cada par isolado (par de elétrons não compartilhado) no átomo central. Vou usar \text{domínio}í para me referir a isso.
  • Geometria do domínio eletrônico: é o arranjo espacial ideal dos \text{domínios}í que minimiza repulsões (ou seja, a forma que os domínios “querem” assumir se nenhum domínio fosse distinguido entre par isolado e ligação). Exemplos: linear, trigonal planar, tetraédrica, bipirâmide trigonal, octaédrica.
  • Geometria molecular: é a posição real dos átomos (não dos pares isolados). Obtém-se a partir da geometria do domínio eletrônico removendo mentalmente os pares isolados e vendo a forma que fica entre os átomos ligados (por exemplo: tetraédrica → trigonal piramidal ou angular, dependendo de quantos pares isolados houver).

Passo 3

Procedimento passo-a-passo (o “checklist” que você deve seguir na prova — decore isto!):
  1. Fazer a estrutura de Lewis do composto e identificar o átomo central (o átomo menos eletronegativo, normalmente). Se não souber desenhar Lewis, faça rápido: calcule elétrons de valência totais, distribua para satisfazer octeto (ou duetos para H).
  2. No átomo central conte:
    • número de ligações (cada ligação simples, dupla ou tripla conta como 1 domínio),
    • número de pares isolados (= pares não ligantes) no átomo central (cada par é 1 domínio).
      O total é o número de domínios N.
  3. Usar a tabela básica do VSEPR que relaciona N com a geometria do domínio eletrônico:
    • N=2 \Rightarrow domínio: linear.
    • N=3 \Rightarrow domínio: trigonal planar.
    • N=4 \Rightarrow domínio: tetraédrica.
    • N=5 \Rightarrow domínio: bipirâmide trigonal (trigonal bipyramidal).
    • N=6 \Rightarrow domínio: octaédrica.
  4. A partir de N e do número de pares isolados L, determinar a geometria molecular consultando as combinações (veja a lista no Passo 4).
  5. Lembre: ligações múltiplas (duplas/triplas) contam como um único domínio, porém tendem a ocupar mais espaço que uma simples e assim podem reduzir ângulos um pouco mais — isto é um ajuste fino, mas para a prova normalmente você só precisa tratá-las como “1 domínio”.

Passo 4

Tabela prática (mapa rápido para usar na prova). Nas linhas abaixo N = número total de domínios no átomo central; L = número de pares isolados (lone pairs). Sempre conte ligações múltiplas como 1 domínio.
  • N=2:
    • L=0: geometria do domínio = linear; geometria molecular = linear. (ex.: \text{CO}_2)
  • N=3:
    • L=0: domínio = trigonal planar; molecular = trigonal planar. (ex.: \text{BF}_3)
    • L=1: domínio = trigonal planar; molecular = angular (bent). (ex.: \text{SO}_2 como exemplo em algumas estruturas)
  • N=4:
    • L=0: domínio = tetraédrica; molecular = tetraédrica. (ex.: \text{CH}_4)
    • L=1: domínio = tetraédrica; molecular = trigonal piramidal. (ex.: \text{NH}_3)
    • L=2: domínio = tetraédrica; molecular = angular (bent). (ex.: \text{H}_2\text{O})
  • N=5:
    • L=0: domínio = bipirâmide trigonal; molecular = trigonal bipyramidal. (ex.: \text{PCl}_5)
    • L=1: domínio = bipirâmide trigonal; molecular = “see-saw” (guilhotina).
    • L=2: domínio = bipirâmide trigonal; molecular = T-shaped.
    • L=3: domínio = bipirâmide trigonal; molecular = linear.
  • N=6:
    • L=0: domínio = octaédrica; molecular = octaédrica. (ex.: \text{SF}_6)
    • L=1: domínio = octaédrica; molecular = square pyramidal.
    • L=2: domínio = octaédrica; molecular = square planar.

Passo 5

Exemplos totalmente desenvolvidos (faça assim na prova; eu mostro passo a passo, como você pediu):
  • Exemplo 1: \text{CH}_4
    1. Lewis: C no centro com 4 H ligados, nenhum par isolado em C.
    2. No átomo central: número de domínios N=4 (quatro ligações simples), pares isolados L=0.
    3. Pela tabela: N=4, L=0 \Rightarrow domínio: tetraédrica; molecular: tetraédrica.
  • Exemplo 2: \text{H}_2\text{O}
    1. Lewis: O tem 2 ligações a H e 2 pares isolados.
    2. No átomo central (O): domínios N=4 (2 ligações + 2 pares isolados), L=2.
    3. Pela tabela: N=4, L=2 \Rightarrow domínio: tetraédrica; molecular: angular (bent). Ângulo aproximado \approx 104{,}5^\circ por causa da repulsão extra dos pares isolados.
  • Exemplo 3: \text{CO}_2
    1. Lewis: O=C=O, C central com 2 ligações duplas.
    2. Em C: domínios N=2 (cada ligação dupla conta como 1 domínio), L=0.
    3. Resultado: domínio linear; molecular linear.
Em cada exemplo eu contei explicitamente os domínios a partir da estrutura de Lewis — é isso que você tem que fazer na prova.

Passo 6

Dicas práticas e armadilhas:
  • Sempre desenhe a estrutura de Lewis ou pelo menos conte elétrons de valência; sem isso o número de pares isolados fica incerto.
  • Lembre: ligações múltiplas = 1 domínio.
  • Pares isolados ocupam mais espaço que ligações, empurrando ângulos de ligação.
  • Para moléculas com átomos centrais com expansão do octeto (p.ex. P, S), aplique as mesmas regras contando domínios; VSEPR ainda vale.
  • Se o enunciado pedir só a geometria do domínio eletrônico, responda com a forma completa (por exemplo “tetraédrica” para N=4), se pedir a geometria molecular, mencione a forma considerando os pares isolados (por exemplo “angular” para água).

Passo 7

Resumo em forma de receita curta para a prova (decorar):
  1. Desenhar Lewis → identificar átomo central.
  2. Contar domínios N e pares isolados L.
  3. Usar a tabela do VSEPR para achar: geometria do domínio (a partir de N) e geometria molecular (a partir de N e L).
  4. Escrever as duas respostas separadas: “geometria do domínio eletrônico: …; geometria molecular: …”.

Resposta

Não é possível determinar uma geometria específica porque o enunciado não fornece a molécula, fórmula estrutural ou estrutura de Lewis; é necessário informar qual composto (ou sua estrutura) para aplicar os passos do VSEPR e dar as geometrias pedidas.

Exercícios relacionados