O formato da molécula de metano ( \mathrm{CH}_{4} ), segundo a teoria VSEPR, é:
A) Linear
B) Angular
C) Tetraédrica
D) Formato de cruz
E) Piramidal

Passo 1

O enunciado dá a molécula \mathrm{CH}_4 e pede que se escolha, entre as alternativas, o formato geométrico segundo a teoria VSEPR. As alternativas são:
A) Linear
B) Angular
C) Tetraédrica
D) Formato de cruz
E) Piramidal
Informações relevantes dadas pelo enunciado:
  • A molécula é \mathrm{CH}_4 (um átomo de carbono ligado a quatro átomos de hidrogênio).
  • Deve-se identificar a geometria molecular usando VSEPR.

Passo 2

Entender a estrutura eletrônica ao redor do átomo central (carbono) — passo a passo simples que sempre uso em prova:
  1. Montar a estrutura de Lewis (rápido): o carbono tem 4 elétrons de valência e cada hidrogênio tem 1. Para formar ligações simples, o carbono faz quatro ligações simples com os quatro hidrogênios, ficando assim com sua camada de valência completa (octeto).
  2. Contar pares eletrônicos ao redor do átomo central (carbono):
    • pares de ligação (cada ligação C–H conta como um domínio eletrônico): existem 4 pares de ligação.
    • pares isolados (lone pairs) no carbono: existem 0.
  3. Definir o número estérico (steric number): é a soma dos domínios eletrônicos (ligações simples, duplas, triplas e pares isolados). Aqui o número estérico é 4 (quatro domínios).

Passo 3

Explicar o princípio VSEPR e como ele determina a forma:
  • VSEPR significa “Valence Shell Electron Pair Repulsion” — pares eletrônicos na camada de valência se repelem e se organizam no espaço de modo a minimizar essas repulsões.
  • Para número estérico 4, as quatro regiões de densidade eletrônica (aqui, quatro ligações C–H) se posicionam nos vértices de um tetraedro regular para ficarem o mais afastadas possível umas das outras no espaço tridimensional.
  • Essa disposição tetraédrica dá ângulos H–C–H aproximados de 109{,}5^\circ. Isso é mais estável (menor repulsão) do que tentar colocá-las num plano ou numa linha.

Passo 4

Comparar com as alternativas e justificar porque as outras estão erradas:
  • A) Linear: geométria linear corresponde a número estérico 2 (ex.: \mathrm{CO}_2). Não é o caso de \mathrm{CH}_4, que tem 4 domínios.
  • B) Angular (curvada/bent): aparece quando há pares isolados no átomo central (por exemplo, \mathrm{H_2O} tem dois pares isolados e forma bent). Em \mathrm{CH}_4 não há pares isolados no carbono, então não é bent.
  • C) Tetraédrica: corresponde exatamente ao caso de número estérico 4 com zero pares isolados — é a forma de \mathrm{CH}_4.
  • D) Formato de cruz: termo ambíguo — pode lembrar geometria plana ou em cruz (ex.: moléculas com arranjo square planar ou T-shaped), o que não se aplica a \mathrm{CH}_4.
  • E) Piramidal: refere-se à trigonal piramidal (ex.: \mathrm{NH}_3), que ocorre quando há 3 ligações e 1 par isolado no átomo central. Não é o caso aqui.

Passo 5

Dica prática para a prova (passos rápidos que eu sigo e que você pode decorar):
  1. desenhe a estrutura de Lewis,
  2. conte domínios eletrônicos ao redor do átomo central (ligações + pares isolados),
  3. use a tabela mental VSEPR: \text{2}\to linear, \text{3, 0 lone pairs}\to trigonal planar, \text{3, 1 lone pair}\to bent (se aplicável), \text{4, 0}\to tetraédrica, \text{4, 1}\to piramidal, \text{4, 2}\to bent, etc.
    Aplicando isso em \mathrm{CH}_4 chega-se diretamente à geometria tetraédrica.

Resposta

C) Tetraédrica

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