Explique pela teoria que achar mais adequada, como se pode explicar a ligação nas seguintes espécies:
;
Passo 1
O enunciado pede: explicar como se dá a ligação na espécie
.
Informações fornecidas (implícitas no enunciado): a fórmula química .
O que preciso responder: descrever, com teoria e detalhes, o tipo de ligação(s) que ocorrem em , explicando por que a molécula tem a geometria que tem em fase gasosa e por que seu comportamento em fase condensada (líquido/sólido) é diferente, incluindo como se formam as ligações de ponte (se houver).
Informações fornecidas (implícitas no enunciado): a fórmula química
O que preciso responder: descrever, com teoria e detalhes, o tipo de ligação(s) que ocorrem em
Passo 2
Contagem de elétrons de valência e estrutura de Lewis básica. Vou contar os elétrons de valência que a espécie tem (pega-se esse dado da tabela periódica):
- Berílio:
tem elétrons de valência. - Cloro: cada
tem elétrons de valência; há dois cloros.
Total de elétrons de valência:
A estrutura de ligação simples mais óbvia coloca o
ao centro ligado a dois
por ligações simples. Cada ligação Be–Cl usa 2 elétrons, então as duas ligações usam
elétrons; os
elétrons restantes ficam como pares não-ligantes nos átomos de
(cada
recebe 3 pares:
elétrons). Na representação de Lewis, o
aparece com apenas
elétrons ao seu redor (duas ligações simples), ou seja, não completa o octeto — a espécie é electron-deficient.
Observação importante (aqui faço uma pequena explicação didática): ter menos de oito elétrons ao redor do átomo central não é impossível — alguns elementos do segundo período (como
,
) formam compostos com octeto incompleto e isso influencia a geometria e o tipo de ligação que se formam.
Passo 3
Explicação por hibridação (modelo covalente, adequado para fase gasosa). Para entender a geometria linear observada para
no estado gasoso, usamos a ideia de promoção eletrônica e hibridação:
- Estado fundamental de
: . Para formar duas ligações equivalentes é frequente imaginar que um elétron do é promovido para , ficando com configuração efetiva . - Esses orbitais se misturam (hibridizam) formando dois orbitais híbridos
orientados em direções opostas (ângulo de ), apropriados para fazer duas ligações equivalentes.
Assim, no modelo de hibridação:
- O
forma dois orbitais (cada um contendo um elétron) e cada orbital faz sobreposição frontal (sigma) com um orbital do , formando duas ligações equivalentes. - A geometria resultante é linear, portanto a espécie gasosa é linear:
com ângulo .
Comentário prático: essa explicação por hibridação é a mais simples e útil em provas para justificar a geometria linear de
em fase gasosa. Não precisa decorar números estranhos — basta saber que a mistura
orbitais
gera duas direções opostas.
Passo 4
Por que
fica “com falta de elétrons” e o que isso provoca (comportamento em fase condensada). Acontece que o
tem apenas dois elétrons para compartilhar: mesmo formando duas ligações simples ele não atinge o octeto. Isso torna
um composto electron-deficiento — energeticamente é vantajoso para o sistema aumentar a estabilização eletrônica “compartilhando” pares de elétrons adicionais vindos dos cloros vizinhos. Duas descrições complementares ajudam a entender o comportamento sólido/polimérico:
Descrição covalente coordenada / ligações de ponte:
- Cada átomo de
tem pares de elétrons não ligantes. Um desses pares pode ser parcialmente doado a um átomo de vizinho que possua orbital vazio (por exemplo um ou um orbital híbrido vazio). - Assim surgem ligações do tipo coordenado (ou ligações de ponte
que ligam dois distintos). Essas pontes podem ser vistas como ligações de três centros e dois elétrons ( ), em que dois átomos de e um “compartilham” dois elétrons vindos do par não ligante do cloro. - O resultado macroscópico é a formação de cadeias poliméricas (no estado sólido e líquido) onde
atua como ponte entre átomos de , e cada acaba coordenado a mais de dois cloros (aumenta sua coordenação em relação ao monômero gasoso). Essa organização reduz a deficiência eletrônica de e é energeticamente mais favorável em fase condensada.
Descrição com caráter iônico/polarização (complementar):
- Existe também componente iônico na ligação, pois a eletronegatividade de
é bem maior que a de . Portanto, as ligações têm polaridade e, na fase sólida, existe estabilização por forças eletrostáticas entre íons parcialmente carregados. - A formação de uma rede polimérica com ligações parcialmente iônicas e parcialmente covalentes é portanto coerente: em temperaturas mais altas e em fase gasosa predomina a forma molecular covalente linear; em fase condensada predomina a forma polimérica com pontes Cl–Be–Cl.
Passo 5
Breve comparação com outros casos e ideia intuitiva (para fixar e aplicar em prova). Exemplos que ajudam a entender:
- Compare com
: o boro também é electron-deficiento e forma, em vez de monômeros simples, dimeriza ou forma espécies com pontes (ex.: com ligações ). Assim, composto do segundo período com octeto incompleto tendem a buscar estabilização através de pontes ou agregação. - Em provas: ao ver um composto do tipo
com átomo central do segundo período e com apenas dois pares ligantes, pense logo em duas possibilidades: (i) molécula linear e covalente (hibridação ) em fase gasosa; (ii) polimerização por pontes (3c–2e) em fase sólida/líquida para aliviar deficiência eletrônica.
Passo 6
Resumo final didático e motivacional (o que lembrar rápido na prova). Lembre-se:
- No gas:
é molecular e linear; explique com promoção eletrônica + hibridação em e duas ligações equivalentes com orbitais do . - No sólido/condensado:
polimeriza formando pontes que ligam dois (descrição via ligações coordenadas e ); isso alivia a deficiência eletrônica do . Há também caráter iônico/polarizante que ajuda a estabilizar a rede. - Na prova: desenhe a estrutura de Lewis, mostre que
tem octeto incompleto, invoque hibridação para justificar geometria linear e explique a tendência a formar pontes por doação de pares dos cloros quando estiver em fase condensada.
Vai dar certo — essa cadeia de raciocínio (Lewis → promoção/hibridação → explica monômero linear; insuficiência eletrônica → explica pontes/polimérico) é exatamente o que os professores esperam numa resposta de prova.
Resposta
Em fase gasosa:
é uma molécula covalente linear
explicada por promoção eletrônica seguida de hibridação
no
, formando duas ligações
equivalentes com os orbitais
dos
. Em fase sólida/líquida: devido à deficiência eletrônica do
(octeto incompleto), os pares não ligantes dos
doam parcialmente densidade para átomos
vizinhos, formando ligações de ponte (descritas como ligações coordenadas ou
) e originando estruturas poliméricas; há também caráter iônico/polarizante parcial que estabiliza a rede.