Diga qual a geometria molecular esperada para cada uma das moléculas abaixo:
NH3

Passo 1

O que o enunciado pede e quais informações temos:
  • Pede: identificar a geometria molecular esperada para a molécula \mathrm{NH_3}.
  • Informação implícita: fórmula da molécula \mathrm{NH_3} (um átomo de nitrogênio e três de hidrogênio).
    Nada mais está dado; vamos deduzir a estrutura a partir da química básica (elétrons de valência, pares de ligação e pares isolados).

Passo 2

Contar elétrons de valência (passo fundamental para montar a estrutura de Lewis):
  • Nitrogênio ( \mathrm{N}) tem 5 elétrons de valência.
  • Cada hidrogênio ( \mathrm{H}) tem 1 elétron de valência, e há 3 hidrogênios.
    Somando:
\text{elétrons de valência totais} = 5 + 3\cdot 1 = 8.éê
Isso significa que, na estrutura de Lewis, teremos 8 elétrons (ou 4 pares de elétrons) para distribuir entre ligações e pares isolados.

Passo 3

Montar a estrutura de Lewis (explicando passo a passo):
  • Coloca-se o átomo menos eletronegativo no centro: aqui é o \mathrm{N}, com os três \mathrm{H} ligados a ele.
  • Cada ligação \mathrm{N-H} usa um par de elétrons (um par compartilhado = ligação simples).
  • Três ligações simples consomem 3 pares de elétrons (ou 6 elétrons).
  • Dos 4 pares totais, sobrará 1 par que não participa em ligação — esse é um par isolado (lone pair) no nitrogênio.
Em palavras: a estrutura de Lewis tem o nitrogênio ligado a três hidrogênios por ligações simples e com um par isolado de elétrons em \mathrm{N}.

Passo 4

Determinar o número de domínios eletrônicos (steric number) e aplicar VSEPR:
  • Definição útil: o número de domínios eletrônicos ao redor do átomo central é a soma de ligações sigma (cada ligação simples conta como 1) mais pares isolados.
  • Aqui: têm-se 3 ligações sigma ( 3 domínios de ligação) e 1 par isolado ( 1 domínio), então o número de domínios é
\text{steric number} = 3 + 1 = 4.
  • Regra VSEPR (explicada de forma simples): domínios eletrônicos se repelem e se posicionam para minimizar repulsão; o arranjo que acomoda 4 domínios é uma geometria eletrônica tetraédrica (os quatro domínios apontam para os vértices de um tetraedro).
Observação clara: a “geometria eletrônica” (ou arranjo dos domínios) é tetraédrica, mas a “geometria molecular” leva em conta somente posições dos átomos (ou seja, ignora o par isolado quando descrevemos a forma dos átomos).

Passo 5

Determinar a geometria molecular e o ângulo de ligação esperado:
  • Como há 3 átomos ligados e 1 par isolado, a geometria molecular (a forma que os átomos ocupam) é chamada de “trigonal piramidal” (ou “piramidal trigonal”): os três \mathrm{H} formam a base triangular e o \mathrm{N} fica acima da base com o par isolado ocupando um vértice eletrônico.
  • Ângulo de ligação: o tetraedro ideal tem ângulos de \,109,5^\circ. Porém, pares isolados ocupam mais espaço do que pares de ligação, empurrando os ângulos \mathrm{H-N-H} para um valor menor. No caso real de \mathrm{NH_3}, o ângulo aproximado experimental é cerca de
\text{ângulo } \mathrm{H-N-H} \approx 107^\circ.â
  • Hibridização (dica rápida para prova): o átomo central tem 4 domínios, compatível com hibridização \mathrm{sp^3}. Isso ajuda a justificar por que a geometria eletrônica é tetraédrica.

Passo 6

Resumo prático (o que fazer na prova — passo a passo rápido):
  1. Contar elétrons de valência totais. (Aqui: \,5+3\cdot1=8.)
  2. Montar a estrutura de Lewis: ligar o central aos substituintes e colocar pares isolados restantes.
  3. Calcular domínios eletrônicos = ligações sigma + pares isolados.
  4. Usar VSEPR: associar o arranjo eletrônico ao número de domínios (por ex. 4 → tetraédrico).
  5. Determinar a geometria molecular observando apenas posições dos átomos (subtrair pares isolados): 4 domínios com 1 par isolado → trigonal piramidal.
  6. Estimar ângulo: próximo de \,109,5^\circ mas reduzido por pares isolados (no caso de \mathrm{NH_3}, \approx 107^\circ).
Comparações rápidas para fixar:
  • \mathrm{CH_4}: 4 ligações, 0 pares isolados → geometria tetraédrica, ângulo \,109,5^\circ.
  • \mathrm{H_2O}: 2 ligações, 2 pares isolados → geometria molecular angular (dobrada), ângulo \approx 104,5^\circ.

Passo 7

Um incentivo final: você já tem uma “receita” para qualquer molécula simples — conta elétrons, desenha Lewis, conta domínios, aplica VSEPR. Repete isso algumas vezes com \mathrm{CH_4}, \mathrm{NH_3}, \mathrm{H_2O} e pega o jeitão rapidinho. Vai dar certo!

Resposta

Trigonal piramidal (piramidal trigonal); ângulo de ligação aproximadamente 107^\circ.

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