Escreva a estrutura de Lewis para No caso em que houver mais que uma estrutura de ressonância importante, dê todas as suas contribuições. Determine a geometria do átomo central usando a teoria RPECV.
Passo 1
O que o enunciado pede e o que temos:
- Pede a estrutura de Lewis de
. - Pede, se houver, todas as estruturas de ressonância importantes.
- Pede a geometria do átomo central segundo a teoria RPECV.
Informações que temos/assumimos: - Átomo central:
. Átomos terminais: quatro .
Passo 2
Contagem dos elétrons de valência (passo obrigatório antes de desenhar a estrutura):
-
(grupo 16) tem elétrons de valência. - Cada
tem elétrons de valência, e há átomos de , totalizando . - Total de elétrons de valência do composto:
. Portanto há elétrons para distribuir na estrutura de Lewis de .
Passo 3
Montagem da estrutura-esqueleto (escolha do átomo central e ligações simples iniciais):
- Coloca-se
no centro e liga-se cada a por uma ligação simples. Isso usa ligações simples elétrons. - Dos
elétrons totais, após as ligações simples sobraram elétrons para serem distribuídos como pares isolados.
Passo 4
Preenchimento do octeto dos átomos terminais (
):
- Cada
precisa completar o octeto: já tem 1 ligação (2 elétrons), precisa de mais 6 elétrons em pares isolados, ou seja pares por . - Para os
fluoros são necessários elétrons para completar seus octetos. - Subtraindo:
elétrons restantes. Esses elétrons formam um par isolado no .
Passo 5
Verificação de formal charges e octetos:
- Com a configuração anterior cada
tem 3 pares isolados + 1 ligação: formal charge de cada é . - Para
: tem 4 ligações simples (contabilizadas como 4 elétrons de ligação para efeito de formal charge) e 1 par isolado (2 elétrons não ligantes), formal charge em é . - Todos os átomos têm formal charge zero com esta disposição.
s têm octeto completo. tem elétrons na sua camada de valência (expansão do octeto), o que é aceitável para elementos do terceiro período ou superiores.
Passo 6
Ressonância: existe mais de uma estrutura importante?
- Como todas as formal charges são zero e cada
já está com octeto completo, não há necessidade de formar ligações múltiplas para reduzir cargas formais. - Propor uma estrutura com dupla ligação
implicaria carga formal positiva em e negativa em , o que é energeticamente desfavorável porque é muito eletronegativo e raramente forma ligações múltiplas nesse contexto. - Conclusão: não há estruturas de ressonância importantes. A estrutura única relevante é a com quatro ligações simples Se–F e um par isolado em Se.
Passo 7
Contagem de domínios eletrônicos para aplicar RPECV:
- Em
há pares ligantes (cada ligação Se–F é um domínio) e par isolado. Isso totaliza domínios eletrônicos ao redor do . - Regra prática da RPECV:
domínios → geometria eletrônica (ou geometria dos pares eletrônicos) é trigonal bipiramidal.
Passo 8
Posicionamento do par isolado (por que equatorial) e ordem de repulsões:
- Ordem de repulsões entre pares: par-par > par-ligante > ligante-ligante. Pares isolados ocupam mais espaço que pares ligantes.
- Na geometria trigonal bipiramidal existem 3 posições equatoriais (cada uma com dois vizinhos a
e uma vizinha a ) e 2 posições axiais (cada axial tem três vizinhos a ). - Um par isolado prefere ocupar uma posição equatorial porque aí sofre menos repulsão (tem somente dois ângulos de
com vizinhos, em vez de três se estivesse axial). Portanto o par isolado em fica em posição equatorial.
Passo 9
Geometria molecular resultante e ângulos aproximados:
- Com 4 ligantes e 1 par isolado na disposição trigonal bipiramidal, a geometria molecular (considerando só posições dos átomos) é chamada de “seesaw” (em português: geometria de gangorra ou biesseira).
- Descrição prática da forma: dois fluors ocupam posições axiais opostas; dois fluors ocupam duas posições equatoriais; o par isolado ocupa a terceira posição equatorial.
- Ângulos aproximados na forma ideal: ângulo equatorial–equatorial
(entre os dois ligantes equatoriais é um pouco menor que devido à repulsão adicional do par isolado), ângulo axial–equatorial (ligeiramente menor que para os eixos que interagem com o par isolado), ângulo axial–axial . Em resumo: há pequenas distorções para reduzir repulsões causadas pelo par isolado.
Passo 10
Hibridização (modelo simplificado):
- No modelo simples de hibridização associado a geometria trigonal bipiramidal, costuma-se atribuir hibridização
(ou dependendo da convenção) ao átomo central . Isso é uma maneira prática de explicar cinco domínios eletrônicos.
Resposta
Estrutura de Lewis: átomo central
ligado a quatro
por ligações simples; cada
tem três pares isolados;
tem um par isolado (total de
elétrons de valência). Não há estruturas de ressonância importantes.
Geometria do átomo central (RPECV): geometria eletrônica trigonal bipiramidal; geometria molecular (dos átomos) do tipo “seesaw” (gangorra), com o par isolado em posição equatorial. Ângulos aproximados: equatorial–equatorial
(ligeiramente menor), axial–equatorial
(ligeiramente menor), axial–axial
. Hibridização aproximada:
.