- O fosgênio
é uma molécula de arranjo trigonal plano cujo ângulo de ligação ClC -Cl é
, enquanto os ângulos
são de
. Explique o porquê com base na teoria RPENV.
Passo 1
O enunciado dá a molécula
(fosgênio), diz que ela tem arranjo trigonal plano em torno do carbono e fornece dois ângulos diferentes:
e
. A pergunta é: explicar por que esses ângulos diferem, usando a teoria RPENV (repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência).
Informações relevantes que já temos do enunciado:
Informações relevantes que já temos do enunciado:
- Geometria global em torno do C: trigonal plana (três regiões de densidade eletrônica).
- Existem duas ligações simples
e uma ligação dupla . - Medidas:
, .
Passo 2
Relembrando a ideia central da teoria RPENV de forma bem prática (aula rápida e direta):
- Contamos as “regiões de densidade eletrônica” ao redor do átomo central (pares de ligação simples, duplos, triplos e pares isolados). Cada uma define um domínio que repele os outros.
- Para minimizar repulsões, esses domínios se organizam de modo a afastar-se mutuamente (daí a geometria).
- Importante: embora uma ligação dupla conte como um único domínio geométrico (não cria nova direção), ela concentra mais densidade eletrônica entre os átomos do que uma ligação simples. Isso a torna mais “volumosa” eletronicamente e, portanto, mais repulsiva sobre os outros domínios.
- Ordem qualitativa das repulsões (maior → menor), usada com frequência em RPENV:
(Na ausência de pares isolados no átomo central, a ligação dupla ainda repele mais que uma simples.)
Passo 3
Aplicando isso ao fosgênio
:
- O carbono central tem três domínios: dois correspondentes às ligações simples
e um correspondente à ligação dupla . Geometricamente isso tende a formar um triângulo plano com ângulos ideais de . - Porém, pela ordem de repulsões acima, a ligação dupla
exerce maior repulsão sobre as duas ligações do que cada exerce sobre a . Portanto a presença da dupla empurra as duas ligações simples para mais perto uma da outra, deslocando os ângulos de modo que: - os ângulos
aumentem acima de (aqui para ); - o ângulo
diminua abaixo de (aqui para ).
Em palavras: a nuvem eletrônica adicional associada à ligação dupla ocupa mais “espaço” e corre mais do centro para o lado do oxigênio, empurrando as duas ligações C–Cl a se aproximarem.
- os ângulos
Passo 4
Complementando com efeitos secundários (sempre úteis na prova):
- Polaridade/balanco de densidade:
é mais eletronegativo que , então a ligação é polar e atrai densidade eletrônica em direção ao oxigênio. Mesmo assim, a mantém uma alta concentração de elétrons na região da ligação (especialmente os elétrons ), o que aumenta sua repulsão efetiva sobre os domínios vizinhos quando comparada a uma ligação simples . - Efeito estérico dos cloros:
é grande e possui pares isolados, o que tende a aumentar repulsões laterais, mas esse efeito é superposto pelo efeito dominante da ligação dupla. O resultado prático observado (ângulos dados) é coerente com a dominância da repulsão maior da dupla. - Exemplos análogos para lembrar na prova: em formaldeído
os ângulos também são maiores que , pela mesma razão; em geral ligações duplas empurram ligações simples adjacentes.
Passo 5
Resumo didático-final (como decorar mentalmente para a prova):
- Conte domínios → trigonal plano (3 domínios).
- Identifique quais domínios são mais repulsivos (aqui:
> ). - Conclua que o domínio mais repulsivo alarga os ângulos que o envolvem e comprime o ângulo oposto. Isso explica
(maior que ) e (menor que ).
Resposta
A ligação dupla
forma um domínio com maior densidade eletrônica e, portanto, exerce maior repulsão sobre as duas ligações simples
. Pelo princípio RPENV isso alarga os ângulos
(para
) e comprime o ângulo
(para
).