8- A molécula do dióxido de enxofre ( \mathrm{SO}_{2} ) apresenta geometria angular. Com base na Teoria da Ligação de Valência, explique por que essa geometria ocorre e quantos pares de elétrons não ligantes estão presentes no átomo central.

Passo 1

O enunciado pede para usar a Teoria da Ligação de Valência para explicar por que a molécula de \mathrm{SO}_2 é angular e quantos pares de elétrons não ligantes existem no átomo de enxofre (átomo central). Vamos precisar montar a estrutura de Lewis, determinar os domínios eletrônicos e a hibridização de enxofre, e então usar o conceito de repulsão de pares de elétrons.

Passo 2

Contagem de elétrons de valência e estrutura de Lewis:
– Enxofre: 6 elétrons de valência
– Cada oxigênio: 6 elétrons de valência, totalizando 2\times6=12
Total de valência = 6 + 12 = 18 elétrons.
Na estrutura de Lewis que minimiza repulsões e satisfaz octeto, formamos duas ligações duplas S=O (cada dupla usa 4 elétrons) e alocamos o restante em pares livres. Isso deixa um par de elétrons apenas no enxofre.

Passo 3

Determinação dos domínios eletrônicos e hibridização:
Na Teoria da Ligação de Valência, enxofre apresenta três regiões de densidade eletrônica ao seu redor:
  1. Ligação sigma \mathrm{S}\!-\!\mathrm{O} (originada de orbital híbrido)
  2. Ligação sigma \mathrm{S}\!-\!\mathrm{O}
  3. Par de elétrons não ligantes
    Três domínios pedem hibridização \mathrm{sp}^2. Dois orbitais \mathrm{sp}^2 formam as sigmas das ligações S–O e o terceiro armazena o par livre; os orbitais p não hibridizados criam as pi das duplas ligações.

Passo 4

Geometria molecular segundo VSEPR (repulsão de pares eletrônicos):
Para três domínios eletrônicos dispostos em \mathrm{sp}^2, a geometria eletrônica é trigonal plana (ângulos de 120^\circ). Mas, como um desses domínios é um par livre, a geometria molecular (considerando só ligações) fica angular (bent), com ângulo de ligação ligeiramente menor que 120^\circ devido à maior repulsão exercida pelo par não ligante.

Resposta

Há 1 par de elétrons não ligantes no átomo central de enxofre, e a molécula fica angular porque esse par livre ocupa um dos vértices de uma configuração trigonal plana \mathrm{sp}^2, comprimindo o ângulo entre as ligações S–O.

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