A molécula \mathrm{AsF}_{3} tem um momento dipolar de 2,59 \mathrm{D}. Quais das seguintes geometrias são possíveis: trigonal planar, trigonal piramidal ou em forma de T?

Passo 1

O enunciado nos dá que a molécula de \mathrm{AsF}_3 apresenta momento dipolar \mu = 2,59\,\mathrm{D} e pergunta quais das geometrias abaixo são compatíveis com essa molécula:
\bullet trigonal planar
\bullet trigonal piramidal
\bullet em forma de T
Vamos usar o modelo VSEPR para determinar o número de domínios eletrônicos em torno do arsênio e, a seguir, verificar qual geometria se ajusta ao número de pares de elétrons ligados e não ligados, além de checar o momento dipolar.

Passo 2

Contagem de elétrons de valência e domínios em torno do As:
– As pertence ao grupo 15 e traz 5 elétrons de valência.
– Cada F traz 7 elétrons, mas para contagem de domínios VSEPR só interessa que As forma 3 ligações simples (um domínio cada).
– Total de elétrons usados nas ligações As–F: 3 pares compartilhados ( 3 domínios).
– Elétrons restantes no As: 5 - 3 = 2, ou seja, 1 par não ligado ( 1 domínio).
Logo, o total de domínios eletrônicos ao redor do As é
n_{\text{domínios}} = 3\\ (\text{ligações}) + 1\\ (\text{lone pair}) = 4.íçõ
No esquema VSEPR usamos a notação \mathrm{AX}_n\mathrm{E}_m, aqui \mathrm{AX}_3\mathrm{E}_1.

Passo 3

Análise da geometria trigonal planar:
\bullet A geometria trigonal planar corresponde a \mathrm{AX}_3\mathrm{E}_0 ( 3 domínios, todos ligantes).
\bullet Exige que não haja pares isolados em As, o que não ocorre em \mathrm{AsF}_3.
\bullet Além disso, trigonal planar seria completamente apolar ( \mu=0), em desacordo com o valor experimental \mu=2,59\,\mathrm{D}.
Conclusão: não é possível.

Passo 4

Análise da geometria em forma de T:
\bullet A forma de T surge em \mathrm{AX}_3\mathrm{E}_2 ( 5 domínios: 3 ligantes +2 pares isolados).
\bullet Seriam necessários 2 pares não ligados em As, mas calculamos apenas 1 par livre.
Conclusão: não é possível.

Passo 5

Análise da geometria trigonal piramidal:
\bullet Corresponde a \mathrm{AX}_3\mathrm{E}_1, ou seja, 4 domínios ( 3 ligações +1 par isolado).
\bullet Essa forma gera um momento dipolar não nulo, compatível com \mu=2,59\,\mathrm{D}.
Conclusão: é a geometria correta.

Resposta

Trigonal piramidal.

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