Indique as hibridações dos átomos representados em destaque nas seguintes espécies:
Passo 1
O que o enunciado pede: indicar a hibridação dos átomos em destaque na espécie
.
Informações úteis dadas / que vou usar:
- A espécie é
. - Vou precisar montar a estrutura de Lewis para contar pares de elétrons ligados e não-ligados (pares isolados) em cada átomo, porque a hibridação depende do número de domínios eletrônicos ao redor do átomo central e dos átomos ligados.
Passo 2
Contar os elétrons de valência para construir a estrutura de Lewis (pegando os dados da fórmula
):
- Número de elétrons de valência do nitrogênio:
. - Número de elétrons de valência de cada cloro:
. - Total de elétrons de valência na molécula:
Passo 3
Montar a ligação básica: coloca-se o nitrogênio (
) como átomo central ligado aos três cloros (
) por ligações simples. Cada ligação simples usa um par de elétrons (2 elétrons). Elétrons usados nas três ligações:
Elétrons restantes para distribuir como pares isolados:
Passo 4
Distribuir os elétrons restantes como pares isolados primeiro nos átomos mais eletronegativos (os cloros):
- Cada
precisa de 3 pares isolados (6 elétrons) para completar o octeto: total para os três cloros elétrons. - Após isso sobra:
que formam 1 par isolado no nitrogênio.
Logo, a estrutura de Lewis tem:
- Nitrogênio: ligado a três
por ligações simples e possui 1 par isolado. - Cada cloro: ligado ao
e possui 3 pares isolados.
Passo 5
Explicar o conceito de hibridação e como determiná-la (aula rápida):
- A hibridação do átomo costuma ser determinada pelo número de “domínios eletrônicos” (ou regiões de densidade eletrônica) ao redor do átomo. Um domínio pode ser:
- uma ligação simples, dupla ou tripla (cada ligação conta como 1 domínio),
- um par isolado (cada par isolado conta como 1 domínio).
- Relação entre número de domínios e hibridação comum:
- 2 domínios
, - 3 domínios
, - 4 domínios
.
- 2 domínios
- Observação didática: não confundir número de elétrons com número de domínios — por exemplo, uma ligação dupla é 2 elétrons mas conta como 1 domínio.
Passo 6
Aplicar a regra ao nitrogênio em
:
- Nitrogênio tem
ligações simples com e par isolado. - Número de domínios em
:
- Pelo critério do passo anterior,
domínios correspondem à hibridação . - Conclusão: o átomo de nitrogênio em
está hibridizado como . Geometricamente isso gera forma trigonal piramidal e ângulo aproximado de ligação próximo de (um pouco menor que o tetraédrico devido ao par isolado).
Passo 7
Aplicar a regra aos átomos de cloro em
:
- Cada cloro está ligado por 1 ligação simples ao nitrogênio e possui 3 pares isolados.
- Número de domínios em cada
:
- Pelo mesmo critério,
domínios hibridação . - Observação pedagógica: em muitos exercícios a hibridação atribuída aos halogênios ligados por uma única ligação é
, porque têm quatro regiões de densidade eletrônica (1 ligação + 3 pares isolados). Em termos mais avançados, alguns pares isolados podem ter caráter predominantemente p, mas para química geral e para provas a resposta esperada é .
Passo 8
Resumindo com exemplos comparativos rápidos (para fixar):
-
: carbono com 4 ligações simples 4 domínios . -
: boro com 3 ligações simples e nenhum par isolado 3 domínios . -
(linear): berílio com 2 domínios .