Faça um resumo dos tipos de geometria molecular explicando o motivo de cada tipo de geometria.

Passo 1

Você pediu um resumo dos tipos de geometria molecular explicando o motivo de cada tipo de geometria. Não foi dada nenhuma outra informação adicional. Vou listar e explicar, passo a passo e de forma didática, as geometrias mais comuns, por que cada uma aparece (qual é a regra física/estrutural por trás), como identificar no exercício de prova e exemplos práticos.

Passo 2

Princípio básico (a regra que gera todas as geometrias).
A teoria VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) diz que pares de elétrons na camada de valência do átomo central se repelem e então se arranjam de forma a minimizar essas repulsões. Em palavras simples: os “pares” querem ficar o mais longe possível uns dos outros. Isso vale para pares envolvidos em ligações (pares ligantes) e para pares não ligantes (pares livres). Pairs livres ocupam mais espaço que pares ligantes, então empurram as ligações e alteram ângulos.

Passo 3

Como contar os “domínios” eletrônicos (o que você precisa para aplicar a regra).
Definição de número de estérica (steric number):
\text{SN} = número de átomos ligados ao átomo central + número de pares de elétrons não ligantes no átomo central.
Observações importantes:
  • Uma ligação simples, dupla ou tripla conta como um único domínio eletrônico.
  • Pares livres contam como domínios individuais.
  • Ordem de repulsão: \text{LP–LP} > \text{LP–BP} > \text{BP–BP} (LP = lone pair, BP = bonding pair). Isso explica porque pares livres comprimem ângulos de ligação.

Passo 4

Geometrias para \text{SN}=2.
  • Disposição eletrônica (eletrônica): linear.
  • Geometria molecular (se não houver pares livres): linear, ângulo \,180^\circ.
  • Por que: dois domínios se colocam opostos para maximizar distância.
  • Exemplo: \mathrm{CO_2} (central \mathrm{C}, duas ligações duplas) — resultado linear.
  • Hibridização típica: sp.

Passo 5

Geometrias para \text{SN}=3.
  • Disposição eletrônica sem pares livres: trigonal planar, ângulos \,120^\circ. Ex.: \mathrm{BF_3}.
  • Com 1 par livre: geometria molecular = dobrada (bent) ou angular, ângulo menor que \,120^\circ. Ex.: \mathrm{SO_2} (resonância e par livre dão angular).
  • Por que: três domínios formam um triângulo plano; se um deles é um par livre, ele ocupa um domínio e empurra as ligações.

Passo 6

Geometrias para \text{SN}=4.
  • Sem pares livres: tetraédrica, ângulos \,109,5^\circ. Ex.: \mathrm{CH_4}.
  • Com 1 par livre: trigonal piramidal, ângulos ~ \,107^\circ. Ex.: \mathrm{NH_3}.
  • Com 2 pares livres: dobrada (bent), ângulo ~ \,104,5^\circ. Ex.: \mathrm{H_2O}.
  • Por que: quatro domínios formam vértices de um tetraedro para maximizar distância; pares livres ocupam mais espaço e diminuem ângulos entre ligações.
  • Hibridização típica: sp^3.

Passo 7

Geometrias para \text{SN}=5.
  • Sem pares livres: trigonal bipiramidal, com posições axiais e equatoriais; ângulos \,90^\circ (axial–equatorial) e \,120^\circ (entre equatoriais). Ex.: \mathrm{PCl_5}.
  • Com 1 par livre: “seesaw” (gangorra), porque o par livre prefere posição equatorial (mais espaçosa) e distorce ângulos. Ex.: \mathrm{SF_4}.
  • Com 2 pares livres: T-shaped (T), pares livres preferem posições equatoriais; ângulos: aproximadamente \,90^\circ e \,180^\circ. Ex.: \mathrm{ClF_3}.
  • Com 3 pares livres: linear (os dois domínios ligados ficam axiais), ângulo \,180^\circ. Ex.: íon \mathrm{I_3^-}.
  • Por que: em \text{SN}=5 existe diferença axial/equatorial; pares livres preferem equatoriais para reduzir repulsão (uma equatorial tem vizinhança de dois ângulos de \,90^\circ enquanto uma axial tem três).
  • Hibridização típica: sp^3d.

Passo 8

Geometrias para \text{SN}=6.
  • Sem pares livres: octaédrica, ângulos \,90^\circ e \,180^\circ. Ex.: \mathrm{SF_6}.
  • Com 1 par livre: square pyramidal (piramidal quadrada). Ex.: \mathrm{BrF_5}.
  • Com 2 pares livres: square planar (plano quadrado), pares livres em posições opostas minimizam repulsão; ângulos \,90^\circ e \,180^\circ. Ex.: \mathrm{XeF_4}.
  • Por que: seis domínios formam um octaedro; pares livres empurram e escolhem posições que minimizam repulsões (opostas quando são dois pares).
  • Hibridização típica: sp^3d^2.

Passo 9

Efeito de ligações múltiplas (dupla/tripla) e ressonância.
  • Ligações múltiplas contam como um só domínio eletrônico, mas têm densidade eletrônica maior e repelem mais que uma simples — isso costuma reduzir ligeiramente ângulos adjacentes. Ex.: uma dupla pode “apertar” o ângulo entre outros domínios.
  • Quando há ressonância (pares delocalizados), a descrição geométrica é a média; por exemplo, em estruturas ressonantes o ângulo pode ser intermediário.

Passo 10

Como aplicar passo a passo em uma prova (receita fácil):
  1. Desenhe a estrutura de Lewis do centro.
  2. Conte domínios: átomos ligados (cada ligação conta 1, mesmo dupla/tripla) + pares livres no central → obtenha \text{SN}.
  3. Use a tabela mental: \text{SN}=2\to linear; \text{SN}=3\to trigonal planar/ angular; \text{SN}=4\to tetraédrica/piramidal/ angular; \text{SN}=5\to trigonal bipiramidal/seesaw/T/linear; \text{SN}=6\to octaédrica/piramidal quadrada/planar quadrada.
  4. Lembre que pares livres diminuem ângulos e que múltiplas ligações aumentam repulsão.
    Fórmula útil para calcular pares livres (se precisar):
\text{pares livres} = \frac{E_{\text{valência do central}} - E_{\text{usados em ligações}}}{2}êçõ
onde E_{\text{usados em ligações}}=çõ número de ligações ao central \times 2 elétrons (cada ligação tem 2 elétrons).

Passo 11

Dicas rápidas e truques de prova (motivação e memorização):
  • Memorize \text{SN}=2,3,4,5,6 e as geometrias “base” (linear, planar, tetraédrica, bipiramidal, octaédrica). O resto vem ao inserir pares livres.
  • Lembre a ordem de repulsão \text{LP–LP} > \text{LP–BP} > \text{BP–BP} — isso explica ajustes angulares.
  • Pense em posições “equatoriais são mais espaçosas” no caso de \text{SN}=5.
  • Pratique com exemplos típicos: \mathrm{CO_2}, \mathrm{BF_3}, \mathrm{CH_4}, \mathrm{NH_3}, \mathrm{H_2O}, \mathrm{PCl_5}, \mathrm{SF_4}, \mathrm{ClF_3}, \mathrm{SF_6}, \mathrm{XeF_4}.

Passo 12

Resumo final rápido (em palavras fáceis):
  • Geometria surge porque pares de elétrons tentam “ficar longe” uns dos outros.
  • Conte domínios (ligações + pares livres).
  • A forma básica depende de quantos domínios existem; pares livres bagunçam ângulos porque ocupam mais espaço.
  • Ligações duplas/triplas contam como um domínio, mas empurram mais.
    Você consegue! Use a receita do Passo 10 nas questões da prova — passo a passo consistente e seguro.

Resposta

Linear ( \text{SN}=2, ângulo 180^\circ) — dois domínios se opõem para minimizar repulsão.
Trigonal planar ( \text{SN}=3, ângulo 120^\circ) — três domínios em um plano; com 1 par livre → angular (ângulo < 120^\circ).
Tetraédrica ( \text{SN}=4, ângulo 109,5^\circ) — quatro domínios em tetraedro; com 1 par livre → trigonal piramidal; com 2 pares livres → angular (ângulo menor).
Trigonal bipiramidal ( \text{SN}=5, ângulos 90^\circ/120^\circ) — posições axiais/equatoriais; 1 par livre → seesaw; 2 pares livres → T-shaped; 3 pares livres → linear.
Octaédrica ( \text{SN}=6, ângulo 90^\circ) — seis domínios em octaedro; 1 par livre → square pyramidal; 2 pares livres → square planar.
Motivo geral: arranjo que minimiza repulsões entre domínios eletrônicos (pares ligantes e pares livres), com pares livres ocupando mais espaço e deslocando ângulos; ligações múltiplas contam como um domínio mas aumentam repulsão local.

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