Determine a geometria molecular de:
Passo 1
O enunciado pede: determinar a geometria molecular da molécula
.
Informações/observações explícitas do enunciado:
Informações/observações explícitas do enunciado:
- A conectividade é linearmente escrita como
. - Não há outras informações (cargas formais, substituintes extras, solvente etc.). Vou trabalhar com a cadeia neutra mostrada.
Passo 2
Plano de resolução (o que vou fazer): para cada átomo “pesado” (os
e o
) vou:
- Contar as regiões de densidade eletrônica (domínios eletrônicos) ao redor do átomo — isto é, somar o número de ligações sigma e o número de pares eletrônicos não ligantes (lone pairs).
- Usar a relação entre número de domínios e hibridização:
- 2 domínios
hibridização e geometria linear ( ). - 3 domínios
hibridização e geometria trigonal plana ( ). - 4 domínios
hibridização e geometria tetraédrica ( ).
- 2 domínios
- Lembrar que uma ligação tripla consiste de uma ligação sigma e duas ligações pi; somente a sigma conta como domínio eletrônico para a geometria local (as duas pi ocupam orbitais
não hibridizados).
Vou explicar cada conceito (ligação sigma/pi, o que conta como domínio) enquanto aplico aos átomos.
Passo 3
Mini-aula: sigma, pi e hibridização (passo a passo)
- Ligação tripla entre dois átomos =
ligação sigma ligações pi. A ligação sigma é formada por sobreposição axial de orbitais híbridos (ou não-hibridizados, dependendo do caso) e define o eixo da ligação; as pi são formadas por sobreposição lateral de orbitais . - Para contar domínios eletrônicos em uma átomo: cada ligação simples, cada ligação múltipla (dupla ou tripla) contam como um domínio (porque cada uma tem uma ligação sigma) e cada par isolado (lone pair) conta como um domínio.
- Exemplo concreto: no etino (acetileno)
cada carbono tem duas regiões (sigma com H e sigma com o outro C) → domínios → → linear. Isso é análogo ao que veremos aqui.
Passo 4
Análise de
(o carbono terminal ligado ao hidrogênio):
- Ligações envolvendo
: uma ligação simples (tem uma sigma) e uma ligação tripla (contribui com uma sigma entre e ). - Contagem de domínios eletrônicos em
: (sigma com H) (sigma da tripla com ) domínios. - Pelo critério:
domínios hibridização e geometria local linear com ângulo de ligação .
Passo 5
Análise de
:
- Ligações:
participa da tripla com (uma sigma) e de uma ligação simples com (uma sigma). As duas pi da tripla ocupam orbitais perpendiculares. - Contagem de domínios:
(sigma com ) (sigma com ) domínios. - Conclusão:
é -hibridizado e tem geometria linear ( ).
Passo 6
Análise de
:
- Ligações: ligação simples com
(sigma) e ligação tripla com (uma sigma + duas pi). - Domínios:
(sigma com ) (sigma da tripla com ) domínios. - Conclusão:
é e geometria linear ( ).
Passo 7
Análise de
:
- Ligações: tripla com
(uma sigma) e simples com (uma sigma). - Domínios:
domínios. - Conclusão:
é -hibridizado e linear ( ).
Passo 8
Análise de
e do nitrogênio terminal
:
- Para
: ligações são simples com (sigma) e tripla com (sigma + 2 pi). Domínios: → → linear ( ). - Para
na terminação nitrila ( ): o nitrogênio faz uma ligação tripla com (tem um sigma) e possui um par isolado (lone pair). Contagem de domínios ao redor de : (sigma da tripla) (lone pair) domínios. - Logo,
também é -hibridizado e adota geometria linear ao redor ( ). O lone pair ocupa uma das orbitais híbridas .
Passo 9
Interpretação global e observações finais:
- Todos os átomos pesados (
a e ) são -hibridizados e apresentam geometria local linear. - Consequência: a molécula inteira é linear ao longo da cadeia principal; os ângulos de ligação ao longo da cadeia são
. - O hidrogênio terminal segue a direção da ligação
, portanto a terminação é também sobre o mesmo eixo linear.
Resposta
Molécula: geométrica global linear, ângulo de ligação
.