Explique por que I C \ell_{2}{ }^{-}é uma molécula linear enquanto \mathrm{NH}_{2}{ }^{-}é angular.

Passo 1

O que o enunciado pede: explicar por que \mathrm{ICl}_2^- é uma molécula linear enquanto \mathrm{NH}_2^- é angular.
Informações dadas (das fórmulas): temos duas espécies químicas, a íon dicloreto de iodo \mathrm{ICl}_2^- e o ânion amida \mathrm{NH}_2^-. Não há outra informação extra, então vamos deduzir as geometrias a partir das estruturas eletrônicas (Lewis) e do modelo VSEPR.

Passo 2

Princípios básicos que vamos usar (aulas rápidas, tipo cola para a prova):
  1. Conte os elétrons de valência totais e faça a estrutura de Lewis para achar quantos pares de elétrons (pares de ligação e pares isolados) rodeiam o átomo central.
  2. Em VSEPR contamos “domínios eletrônicos” ao redor do átomo central: cada ligação simples, dupla ou tripla conta como 1 domínio; cada par isolado (lone pair) conta como 1 domínio. A geometria eletrônica é a disposição desses domínios que minimiza repulsões.
  3. Ordem qualitativa de repulsões: \text{par isolado - par isolado} > \text{par isolado - par de ligação} > \text{par de ligação - par de ligação}.çãçãçã Isso faz com que pares isolados ocupem posições que minimizem suas repulsões.
  4. Geometrias eletrônicas típicas: 2 domínios → linear; 3 domínios → trigonal planar; 4 domínios → tetraédrica; 5 domínios → bipirâmide trigonal; 6 domínios → octaédrica. A geometria molecular (forma observada) resulta da geometria eletrônica menos os pares isolados (que não aparecem como “átomos” na forma).

Passo 3

Resolver \mathrm{ICl}_2^-: contar elétrons e montar Lewis.
  • Elétrons de valência: iodo = \,7, cada cloro = \,7 → dois cloros dão \,2\times7=\;14. Há uma carga negativa extra \,+1 elétron. Total de elétrons = \,7+14+1=\;22 elétrons.
  • Faça ligações I–Cl: duas ligações simples usam \,2\times2=4 elétrons. Restam \,22-4=\;18 elétrons.
  • Complete os octetos dos cloros: cada Cl precisa de mais 6 elétrons, para os dois Cl isso é \,12 elétrons. Subtraindo sobra \,18-12=\;6 elétrons. Esses \,6 elétrons (ou \,3 pares) ficam como pares isolados no iodo central.
  • Ao redor do iodo temos: \,2 pares de ligação (com os dois Cl) + \,3 pares isolados = \,5 domínios eletrônicos.

Passo 4

Interpretação VSEPR para \mathrm{ICl}_2^-:
  • \,5 domínios eletrônicos → geometria eletrônica = bipirâmide trigonal. Nessa geometria existem duas posições axiais (opostas, a 180^\circ) e três posições equatoriais (em um plano, separadas por 120^\circ).
  • Pares isolados preferem posições equatoriais porque aí sofrem menos interações de 90^\circ (menor repulsão). Em termos simples: um par isolado em posição equatorial tem só duas interações próximas de 90^\circ com axiais; em posição axial teria três interações de 90^\circ com as equatoriais — assim, equatorial é energeticamente favorável.
  • Com \,3 pares isolados, eles ocupam as três posições equatoriais. Restam as duas posições axiais ocupadas pelas duas ligações I–Cl, uma em cada axial, e como são opostas ficam em 180^\circ.
  • Consequência: a forma molecular (somente os átomos) é linear. Portanto \mathrm{ICl}_2^- é linear.

Passo 5

Resolver \mathrm{NH}_2^-: contar elétrons e montar Lewis.
  • Elétrons de valência: nitrogênio = \,5, dois hidrogênios =2\times1=\;2, carga negativa extra =+1. Total = \,5+2+1=\;8 elétrons.
  • Duas ligações N–H usam \,2\times2=4 elétrons. Restam \,8-4=\;4 elétrons, que formam \,2 pares isolados no nitrogênio.
  • Ao redor do nitrogênio temos: \,2 pares de ligação + \,2 pares isolados = \,4 domínios eletrônicos.

Passo 6

Interpretação VSEPR para \mathrm{NH}_2^-:
  • \,4 domínios eletrônicos → geometria eletrônica = tetraédrica.
  • Com \,2 pares isolados, a disposição que minimiza repulsão é que os pares isolados ocupem duas posições e os dois H ocupem as outras duas: isso produz uma geometria molecular do tipo “angular” (bent), análoga à de \mathrm{H_2O} (que também tem \,2 pares isolados).
  • Assim, \mathrm{NH}_2^- é angular (não linear). O ângulo H–N–H será menor que o ângulo tetraédrico ideal \,109{,}5^\circ por causa da maior repulsão dos pares isolados; na prática fica perto de ângulos observados para ânions amida (ordem ~ \,104^\circ a \,107^\circ, mas nessa questão a forma “angular” é o que importa).

Passo 7

Comparando os dois casos com o raciocínio VSEPR (resumo prático para prova):
  • Procedimento que você aplica rapidamente na prova: (a) conte elétrons de valência totais → faça Lewis → determine quantos pares de ligação e quantos pares isolados no átomo central; (b) conte domínios eletrônicos; (c) use a tabela VSEPR para achar a geometria eletrônica e deduzir a geometria molecular; (d) lembre-se da ordem de repulsões para justificar posições de pares isolados (por ex., equatorial em 5 domínios).
  • No caso de \mathrm{ICl}_2^-: resultado = 5 domínios, pares isolados preferem equatorial → ligações ficam axiais opostas → forma linear.
  • No caso de \mathrm{NH}_2^-: resultado = 4 domínios, com 2 pares isolados → geometria molecular = angular (bent).

Resposta

\mathrm{ICl}_2^-: linear
\mathrm{NH}_2^-: angular (bent)

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