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.
\mathrm{SeF}_{4}

Passo 1

O que o enunciado pede e o que temos:
  • Pede a estrutura de Lewis de \mathrm{SeF}_4.
  • 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: \mathrm{Se}. Átomos terminais: quatro \mathrm{F}.

Passo 2

Contagem dos elétrons de valência (passo obrigatório antes de desenhar a estrutura):
  • \mathrm{Se} (grupo 16) tem 6 elétrons de valência.
  • Cada \mathrm{F} tem 7 elétrons de valência, e há 4 átomos de \mathrm{F}, totalizando 4\cdot7=28.
  • Total de elétrons de valência do composto: 6+28=34. Portanto há 34 elétrons para distribuir na estrutura de Lewis de \mathrm{SeF}_4.

Passo 3

Montagem da estrutura-esqueleto (escolha do átomo central e ligações simples iniciais):
  • Coloca-se \mathrm{Se} no centro e liga-se cada \mathrm{F} a \mathrm{Se} por uma ligação simples. Isso usa 4 ligações simples = 4\times2=8 elétrons.
  • Dos 34 elétrons totais, após as ligações simples sobraram 34-8=26 elétrons para serem distribuídos como pares isolados.

Passo 4

Preenchimento do octeto dos átomos terminais ( \mathrm{F}):
  • Cada \mathrm{F} precisa completar o octeto: já tem 1 ligação (2 elétrons), precisa de mais 6 elétrons em pares isolados, ou seja 3 pares por \mathrm{F}.
  • Para os 4 fluoros são necessários 4\cdot6=24 elétrons para completar seus octetos.
  • Subtraindo: 26-24=2 elétrons restantes. Esses 2 elétrons formam um par isolado no \mathrm{Se}.

Passo 5

Verificação de formal charges e octetos:
  • Com a configuração anterior cada \mathrm{F} tem 3 pares isolados + 1 ligação: formal charge de cada \mathrm{F} é 7-(6+1)=0.
  • Para \mathrm{Se}: 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 \mathrm{Se} é 6-(2+4)=0.
  • Todos os átomos têm formal charge zero com esta disposição. \mathrm{F}s têm octeto completo. \mathrm{Se} tem 10 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 \mathrm{F} já está com octeto completo, não há necessidade de formar ligações múltiplas para reduzir cargas formais.
  • Propor uma estrutura com dupla ligação \mathrm{Se}=\mathrm{F} implicaria carga formal positiva em \mathrm{Se} e negativa em \mathrm{F}, o que é energeticamente desfavorável porque \mathrm{F} 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 \mathrm{Se} 4 pares ligantes (cada ligação Se–F é um domínio) e 1 par isolado. Isso totaliza 5 domínios eletrônicos ao redor do \mathrm{Se}.
  • Regra prática da RPECV: 5 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 90^\circ e uma vizinha a 120^\circ) e 2 posições axiais (cada axial tem três vizinhos a 90^\circ).
  • Um par isolado prefere ocupar uma posição equatorial porque aí sofre menos repulsão (tem somente dois ângulos de 90^\circ com vizinhos, em vez de três se estivesse axial). Portanto o par isolado em \mathrm{SeF}_4 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 \approx 120^\circ (entre os dois ligantes equatoriais é um pouco menor que 120^\circ devido à repulsão adicional do par isolado), ângulo axial–equatorial \approx 90^\circ (ligeiramente menor que 90^\circ para os eixos que interagem com o par isolado), ângulo axial–axial =180^\circ. 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 \mathrm{sp}^3\mathrm{d} (ou \mathrm{dsp}^3 dependendo da convenção) ao átomo central \mathrm{Se}. Isso é uma maneira prática de explicar cinco domínios eletrônicos.

Resposta

Estrutura de Lewis: átomo central \mathrm{Se} ligado a quatro \mathrm{F} por ligações simples; cada \mathrm{F} tem três pares isolados; \mathrm{Se} tem um par isolado (total de 34 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 \approx 120^\circ (ligeiramente menor), axial–equatorial \approx 90^\circ (ligeiramente menor), axial–axial =180^\circ. Hibridização aproximada: \mathrm{sp}^3\mathrm{d}.

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