Esboce a estrutura de Lewis para as espécies:
b) \mathrm{XeF}_{2}

Passo 1

O que o enunciado pede: esboçar a estrutura de Lewis da espécie \mathrm{XeF}_{2}.
Informações fornecidas e úteis (tiradas do enunciado ou necessárias para montar a estrutura):
  • Átomo central provável: \mathrm{Xe} (um átomo de xenônio) e dois átomos terminais \mathrm{F} (dois fluors).
  • Números de elétrons de valência de cada átomo (valores que usarei): \mathrm{Xe} tem \,8\, elétrons de valência; cada \mathrm{F} tem \,7\, elétrons de valência.

Passo 2

Contar o número total de elétrons de valência disponíveis (etapa crucial para qualquer estrutura de Lewis). Faço a soma:
\text{elétrons totais} = 8 \;(\text{do } \mathrm{Xe}) + 2\times 7 \;(\text{dos }2\\ \mathrm{F}) = 8 + 14 = 22.é
Portanto, tenho \,22\, elétrons para colocar na estrutura de Lewis.

Passo 3

Escolher o esqueleto da molécula (qual átomo fica no centro e quais ficam nas pontas) e justificar rapidamente: o xenônio ( \mathrm{Xe}) é menos eletronegativo que o flúor ( \mathrm{F}) e é o único átomo que pode expandir o octeto (é do quinto período), então \mathrm{Xe} fica no centro e os dois \mathrm{F} ficam ligados a ele: \mathrm{F}-\mathrm{Xe}-\mathrm{F}.

Passo 4

Colocar ligações simples inicialmente entre o átomo central e os terminais. Cada ligação simples usa \,2\, elétrons. Como há duas ligações:
\text{elétrons usados em ligações} = 2 \times 2 = 4.éçõ
Elétrons restantes:
22 - 4 = 18.

Passo 5

Completar os octetos dos \mathrm{F} primeiro (regra usual: preencha os terminais antes do central). Cada \mathrm{F} precisa de 6 elétrons não-ligantes (três pares) além da ligação para ter octeto completo. Para dois \mathrm{F}:
\text{elétrons em pares não-ligantes nos } \mathrm{F} = 2 \times 6 = 12.éã
Atualizo os elétrons restantes:
18 - 12 = 6.

Passo 6

Os 6 elétrons restantes serão colocados como pares não-ligantes sobre o átomo central \mathrm{Xe}. Isso dá a \mathrm{Xe} três pares não-ligantes. Assim o \mathrm{Xe} fica rodeado por dois pares ligantes (as duas ligações \mathrm{Xe}-\mathrm{F}) + três pares não-ligantes = total de cinco pares eletrônicos ao redor de \mathrm{Xe}. Note: isso corresponde a um octeto expandido (Xenônio tem mais de 8 elétrons ao seu redor), o que é permitido para átomos do quinto período em diante.

Passo 7

Verificar cargas formais para garantir que a estrutura é razoável. A fórmula da carga formal é
\text{FC} = V - \bigl(N_{\text{não-ligantes}} + \tfrac{1}{2}N_{\text{ligantes}}\bigr),ã
onde V é o número de elétrons de valência do átomo.
Calcular para cada \mathrm{F}:
V=7,\qquad N_{\text{não-ligantes}}=6,\qquad N_{\text{ligantes}}=2,ã
\text{FC}_{\mathrm{F}} = 7 - (6 + \tfrac{1}{2}\cdot 2) = 7 - (6 + 1) = 0.
Calcular para \mathrm{Xe}:
V=8,\qquad N_{\text{não-ligantes}}=6,\qquad N_{\text{ligantes}}=4\\ (\text{2 ligações}\times 2\\ \text{el. por ligação}),ãçõçã
\text{FC}_{\mathrm{Xe}} = 8 - (6 + \tfrac{1}{2}\cdot 4) = 8 - (6 + 2) = 0.
Todas as cargas formais são 0, logo a estrutura é eletronicamente razoável.

Passo 8

Determinar a geometria molecular usando VSEPR (explicando didaticamente): ao redor do \mathrm{Xe} \,5\, regiões de densidade eletrônica (dois pares ligantes + três pares não-ligantes), o que corresponde à geometria eletrônica trigonal bipiramidal. Pares isolados ocupam posições equatoriais para minimizar repulsões (porque uma posição equatorial tem apenas dois ângulos de 90^\circ com os axiais, em vez de três), então os três pares não-ligantes ficam nas três posições equatoriais. Isso deixa as duas ligações \mathrm{Xe}-\mathrm{F} em posições axiais opostas, resultando na geometria molecular:
\text{linear},
ou seja, o arranjo final dos átomos é \mathrm{F}-\mathrm{Xe}-\mathrm{F} com ângulo \,180^\circ.

Passo 9

Como desenhar o esboço de Lewis na prova (passo-a-passo prático que você pode copiar à mão):
  1. Escreva \mathrm{Xe} no centro e \mathrm{F} à esquerda e à direita: \mathrm{F}-\mathrm{Xe}-\mathrm{F}.
  2. Desenhe cada ligação simples como um traço que representa um par de elétrons (dois elétrons).
  3. Coloque três pares de elétrons (três pares de pontos) ao redor de cada \mathrm{F} para completar o octeto.
  4. Coloque três pares de elétrons restantes ao redor de \mathrm{Xe} (pares não-ligantes).
  5. Verifique cargas formais (todas zeros).
Um jeito simples de escrever isso em linha (para a prova) é:
\mathrm{F}\;(\text{3 pares})\;-\;\mathrm{Xe}\;(\text{3 pares})\;-\;\mathrm{F}\;(\text{3 pares})
onde “3 pares” significa três pares não-ligantes (se preferir desenhar: três pares de pontos ao redor de cada \mathrm{F} e três pares ao redor de \mathrm{Xe}).

Resposta

Lewis: \mathrm{F}-\mathrm{Xe}-\mathrm{F} com cada \mathrm{F} tendo três pares não-ligantes e \mathrm{Xe} tendo três pares não-ligantes (Xe com 5 pares ao redor), todas as cargas formais 0; geometria molecular: linear (ângulo 180^\circ).

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