O hexafluoreto de enxofre (SF6) é um gás inerte e com alta rigidez dielétrica, utilizado em equipamentos elétricos. Por outro lado, o hexafluoreto de oxigênio (OF6) não existe. Explique esse fato com base na Teoria da Ligação de Valência, considerando as possiveis hibridizações e a disponibilidade de orbitais.

Passo 1

O enunciado pergunta por que existe o hexafluoreto de enxofre, \mathrm{SF_6}, mas não existe o “hexafluoreto de oxigênio”, \mathrm{OF_6}. O conteúdo envolvido é Teoria da Ligação de Valência, em particular o conceito de hibridização de orbitais atômicos para acomodar pares de elétrons ligantes em geometria octaédrica.

Passo 2

Segundo a Teoria da Ligação de Valência, para formar seis ligações iguais num arranjo octaédrico o átomo central precisa oferecer seis orbitais híbridos de energia e forma apropriadas. Em átomos do terceiro período (como o enxofre), existem orbitais 3s, 3p e orbitais 3d disponíveis na camada de valência. Esses seis orbitais podem hibridizar conforme
\text{sp}^3\text{d}^2
gerando seis orbitais equivalentes dirigidos para os vértices de um octaedro, cada um formando uma ligação sigma com um átomo de flúor. Assim, \mathrm{SF_6} é estável.
Para que essa hibridização ocorra, o enxofre promove elétrons de 3s e 3p para dois orbitais 3d, passando de configuração de valência
\mathrm{S}:3s^2\,3p^4
para algo como
\mathrm{S\,excitado}:3s^1\,3p^3\,3d^2,
e então forma os seis híbridos \mathrm{sp}^3\mathrm{d}^2. Cada híbrido recebe um par de elétrons compartilhados com um flúor, completando o octeto estendido de enxofre.

Passo 3

Já o oxigênio pertence ao segundo período e só dispõe de orbitais 2s e 2p na camada de valência. Não existem orbitais 2d para promover elétrons e, portanto, o oxigênio pode, no máximo, hibridizar seus orbitais em
\text{sp}^3
para formar quatro ligações sigma (como em \mathrm{OCl_4^{2-}} hipotético) – mas nunca seis. Sem orbitais 2d, não há como gerar seis híbridos necessários para a geometria octaédrica, logo \mathrm{OF_6} não se forma.
Além disso, tentar forçar uma hibridização para além de \mathrm{sp}^3 em átomos do segundo período exigiria muito aumento de energia, pois orbitais de nível muito superior seriam envolvidos, tornando a molécula eletricamente instável e de energia excessivamente alta.

Resposta

\mathrm{SF_6} existe porque o enxofre usa orbitais 3s, 3p e 3d para hibridizar em \mathrm{sp}^3\mathrm{d}^2 e acomodar seis ligações. O oxigênio, sem orbitais 2d, limita-se a no máximo hibridização \mathrm{sp}^3 (quatro ligações), de modo que \mathrm{OF_6} não pode ser formado.

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