Indique o conjunto de orbitais híbridos usado pelo átomo central, a geometria dos orbitais atômicos híbridos, e a geometria da molécula, em cada um dos seguintes íons e moléculas:
\mathrm{SO}_{3}

Passo 1

O enunciado pede, para a molécula de \mathrm{SO}_3, (1) o conjunto de orbitais híbridos no enxofre, (2) a geometria desses orbitais atômicos híbridos e (3) a geometria molecular. O conteúdo envolvido é teoria da hibridização e modelo VSEPR (repartição de domínios eletrônicos).

Passo 2

Para aplicar VSEPR precisamos da estrutura de Lewis e do número de domínios eletrônicos em torno do átomo central. Em \mathrm{SO}_3 desenhamos enxofre ligado a três oxigênios, cada ligação sendo uma ligação dupla \mathrm{S=O}. Não há pares isolados no enxofre, apenas três regiões de densidade eletrônica (cada ligação \mathrm{S=O} conta como um domínio).
Com três domínios eletrônicos ao redor do enxofre, o número de coordenação eletrônica (steric number) é 3. Segundo a teoria de hibridização, isso corresponde a híbridos \mathrm{sp}^2 no átomo central.

Passo 3

Orbitais \mathrm{sp}^2 se dispõem no espaço procurando ficar o mais distante possível entre si, adotando geometria trigonal plana com ângulos de 120^\circ.
Como não há pares isolados desviando a geometria, a disposição dos átomos também será trigonal plana, isto é, a molécula de \mathrm{SO}_3 é plana e todos os ângulos \mathrm{O–S–O} são 120^\circ.

Resposta

O átomo de enxofre usa hibridação \mathrm{sp}^2; os orbitais híbridos têm geometria trigonal plana; a molécula de \mathrm{SO}_3 é geométricamente trigonal plana.

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