Diga qual a geometria molecular esperada para cada uma das moléculas abaixo:
\textrm{BF}_{3}

Passo 1

O enunciado pede: identificar a geometria molecular esperada para a molécula \textrm{BF}_3. Informação dada: a fórmula molecular é \textrm{BF}_3 (um átomo de boro ligado a três átomos de flúor). Não há outras informações no enunciado.

Passo 2

Primeiro vamos construir a estrutura de Lewis — isso mostra como os elétrons de valência se distribuem na molécula e é a base para aplicar a regra VSEPR (que determina a geometria). Explico o que é elétron de valência: são os elétrons da camada mais externa de um átomo, os que participam de ligações químicas. Para cada átomo, usamos o número de elétrons de valência na sua coluna da Tabela Periódica.

Passo 3

Contagem dos elétrons de valência (tudo em TeX):
  • Boro: \textrm{B} tem 3 elétrons de valência, ou seja 3.
  • Flúor: cada \textrm{F} tem 7 elétrons de valência, e há três \textrm{F}, então total dos fluoros é 3\times7=21.
    Total de elétrons de valência na molécula:
3 + 21 = 24.

Passo 4

Montagem da estrutura de ligação básica:
  • Coloca-se o átomo menos eletronegativo (o boro) no centro e liga-se cada \textrm{F} ao \textrm{B} por uma ligação simples. Cada ligação simples usa 2 elétrons.
  • Temos 3 ligações B–F, que usam 3\times2=6 elétrons.
  • Restam 24-6=18 elétrons para distribuir como pares isolados (lone pairs).

Passo 5

Distribuição dos elétrons restantes para completar octetos dos átomos terminais:
  • Cada átomo de \textrm{F} precisa completar o octeto (ter 8 elétrons ao redor). Após a ligação simples, cada \textrm{F} já tem 2 elétrons na ligação, então precisa de mais 6 elétrons = 3 pares isolados.
  • Para os três \textrm{F}: 3\times6=18 elétrons, que é exatamente o que restava.
  • Resultado: cada \textrm{F} tem três pares isolados; o \textrm{B} fica com apenas três ligações, ou seja com 6 elétrons em sua camada de valência (não completa o octeto). Isso é comum para o boro (moléculas com boro frequentemente são deficiêntes em elétrons).

Passo 6

Aplicando a regra VSEPR (explicada):
  • VSEPR significa que os domínios eletrônicos (ligações ou pares isolados) em torno do átomo central se organizam no espaço para minimizar repulsões entre eles.
  • Conta-se o número de domínios eletrônicos ao redor do átomo central: cada ligação simples conta como um domínio; cada par isolado no átomo central também contaria como um domínio.
  • No caso de \textrm{BF}_3, no átomo central \textrm{B} 3 domínios (as três ligações B–F) e 0 pares isolados.
  • Três domínios eletrônicos sem pares isolados dispõem-se em um plano formando um triângulo equilátero para minimizar repulsões — essa disposição é chamada de geometria eletrônica trigonal plana, e a geometria molecular (a forma dos átomos) também é trigonal plana.
  • Os ângulos de ligação ideais entre as ligações são \,120^\circ.

Passo 7

Comentário sobre hibridização (útil para entender orbitais e forma):
  • Para entender qualitativamente os orbitais envolvidos, conta-se o número de orbitais híbridos necessários: o número de domínios eletrônicos ao redor do átomo central é 3, portanto a hibridização do boro costuma ser \,sp^2.
  • Explicando \,sp^2: significa que um orbital s e dois orbitais p se combinam para formar três orbitais híbridos equivalentes, dispostos no plano com ângulos de 120^\circ. Esses orbitais híbridos formam as três ligações B–F.

Passo 8

Observações finais úteis para prova (sem complicar demais):
  • As pares isolados em cada flúor não alteram a geometria central porque estão nos átomos terminais, não no átomo central.
  • Apesar de o boro não ter octeto completo (só 6 elétrons), a geometria prevista por VSEPR e observada experimentalmente é trigonal plana.
  • Resumo prático para a prova: ao ver \textrm{BF}_3, conte domínios em B (são 3), aplique VSEPR → trigonal plana, ângulo 120^\circ, hibridização sp^2.

Resposta

Geométrica molecular: trigonal plana.
Geometria eletrônica: trigonal plana.
Hibridização do B: sp^2.
Ângulo de ligação: 120^\circ.

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