Discuta a ligação e geometrias das moléculas abaixo, representando sua estrutura de Lewis, geometria dos arranjos de elétrons, geometria molecular e tipo de hibridização do átomo central (mostre a distribuição eletrônica do átomo central antes e depois da hibridização.)
BrF3

Passo 1

Beleza, a questão pede pra gente falar da ligação e das geometrias da molécula BrF₃. Isso envolve:
  • Fazer a estrutura de Lewis (contar elétrons de valência e distribuir)
  • Identificar o arranjo de elétrons ao redor do bromo (VSEPR)
  • Dizer a geometria molecular (forma real)
  • Ver qual hibridização o Br faz, mostrando sua configuração eletrônica antes e depois.
Vamos usar conceitos de contagem de elétrons, teoria VSEPR (repulsão de pares de elétrons) e hibridização de orbitais atômicos.

Passo 2

Contagem de elétrons de valência e estrutura de Lewis:
  • Br tem 7 elétrons de valência. Cada F tem 7, e são 3 F → total = 7 + 3·7 = 28 elétrons de valência.
  • Cada F vai ficar com um par de elétrons ligado ao Br e três pares livres (para completar octeto).
    • 3 ligações Br–F: usam 3·2 = 6 elétrons.
    • Os 3 F consomem 3·6 = 18 elétrons em pares não ligantes.
    • Sobra 28 – (6+18) = 4 elétrons, que ficam como 2 pares solitários no Br.
Em LaTeX, a estrutura de Lewis (mostrando pares livres “:” e ligações “–”) fica assim:
   :F:
    |
:F–Br–F:
    |
   :F:
Ou mais formal:
 :F:  
  |  
:F–Br–F:
|
:F:
Com 2 pares isolados no Br.

Passo 3

Arranjo de elétrons (VSEPR):
  • O Br tem 5 “regiões de densidade” (3 ligações + 2 pares isolados).
  • Cinco regiões querem ocupar vértices de um bipirâmide trigonal para minimizar repulsão.
    Logo, o arranjo eletrônico é bipirâmide trigonal.

Passo 4

Geometria molecular (forma da molécula):
  • Dos 5 vértices, 3 são ocupados por átomos de F e 2 por pares isolados.
  • Os pares isolados preferem posições equatoriais (menor repulsão), sobrando os 3 F: um em cima, dois embaixo, resultando numa forma em “T”.
  • Ângulos aproximados Br–F = 90° entre ligações axial-equatorial e ~120° entre equatoriais (mas temos só 3 ligantes, então vemos ~90° e ~180°).

Passo 5

Hibridização do Br:
  1. Estado fundamental do Br:
    Br: [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p⁵
  2. Precisamos de 5 orbitais híbridos para acomodar 5 regiões de densidade.
  3. Promove-se um elétron de 4p para 4d e então hibridiza:
    • Configuração após promoção: 4s¹ 4p³ 4d¹
    • Hibridização sp³d → combina 1 orbital s + 3 p + 1 d = 5 orbitais equivalentes.
  4. Cada orbital híbrido sp³d ocupa uma região (3 ligantes, 2 pares livres).

Resposta

  • Estrutura de Lewis: Br no centro com 3 ligações simples a F e 2 pares solitários.
  • Arranjo de elétrons: bipirâmide trigonal.
  • Geometria molecular: em “T” (T-shaped).
  • Hibridização do átomo central (Br): sp³d (configuração antes: [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p⁵; depois: 4s¹ 4p³ 4d¹ formando 5 orbitais sp³d).

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