(NUCEPE) Dentre as exceções à regra do octeto, podemos citar exemplos de moléculas com número ímpar de elétrons ( A ), moléculas deficientes em elétrons (B) e moléculas com expansão de octeto (C). Assinale a alternativa em que aparecem moléculas dos tipos (A), (B) e (C), respectivamente.
a) \mathrm{NO}_{2}, \mathrm{BF}_{3} \mathrm{e} \mathrm{SF}_{6}.
b) \mathrm{NO}, \mathrm{PCl}_{3} e \mathrm{SeCl}_{6}.
c) \mathrm{ClO}_{2}, \mathrm{NH}_{3} e \mathrm{IF}_{7}.
d) \mathrm{N}_{2} \mathrm{O}, \mathrm{AlCl}_{3} e \mathrm{XeF}_{6}.
e) \mathrm{N}_{2} \mathrm{O}_{4}, \mathrm{BF}_{3} e \mathrm{SO}_{2}.

Passo 1

O enunciado pede para identificar, entre as alternativas dadas, qual alternativa contém moléculas dos tipos:
  • (A) moléculas com número ímpar de elétrons (radicais, elétron desemparelhado);
  • (B) moléculas deficientes em elétrons (átomo central com menos de oito elétrons de valência);
  • (C) moléculas com expansão de octeto (átomo central com mais de oito elétrons, normalmente elementos do 3.º período ou além).
As alternativas listam as seguintes trincas (coloquei cada fórmula entre parênteses para ficar claro):
  • (a) \mathrm{NO}_{2},\\ \mathrm{BF}_{3}\\ \text{e}\\ \mathrm{SF}_{6}.
  • (b) \mathrm{NO},\\ \mathrm{PCl}_{3}\\ \text{e}\\ \mathrm{SeCl}_{6}.
  • (c) \mathrm{ClO}_{2},\\ \mathrm{NH}_{3}\\ \text{e}\\ \mathrm{IF}_{7}.
  • (d) \mathrm{N}_{2}\mathrm{O},\\ \mathrm{AlCl}_{3}\\ \text{e}\\ \mathrm{XeF}_{6}.
  • (e) \mathrm{N}_{2}\mathrm{O}_{4},\\ \mathrm{BF}_{3}\\ \text{e}\\ \mathrm{SO}_{2}.
O que se pede: achar a alternativa em que o primeiro composto é do tipo (A), o segundo do tipo (B) e o terceiro do tipo (C).

Passo 2

Conceito e verificação do tipo (A) — moléculas com número ímpar de elétrons (radicais).
  • Regra prática: calcular o total de elétrons de valência da molécula; se esse total for ímpar, a molécula é um radical (há um elétron desemparelhado).
  • Exemplo aplicado à alternativa (a), primeiro composto \mathrm{NO}_2:
    • Número de elétrons de valência: \mathrm{N} tem 5 e cada \mathrm{O} tem 6. Então
    V_{\mathrm{NO}_2} = 5 + 2\cdot 6 = 17,que é ímpar. Logo \mathrm{NO}_2 é um radical (tem um elétron desemparelhado) — isso corresponde ao tipo (A).
  • Observação didática rápida: radicais aparecem muito frequentemente em óxidos de nitrogênio como \mathrm{NO} e \mathrm{NO}_2. Quando o total de elétrons de valência é ímpar não há como dar pares para todos — sobra um elétron desemparelhado.

Passo 3

Conceito e verificação do tipo (B) — moléculas deficientes em elétrons.
  • Regra prática: olhar para o átomo central (geralmente um elemento do 2.º período como B ou Be). Se, ao formar ligações simples com todos os ligantes, ele ficar com menos de oito elétrons (tipicamente 6), a molécula é eletronicamente deficiente.
  • Exemplo aplicado à alternativa (a), segundo composto \mathrm{BF}_3:
    • Elétrons de valência totais: \mathrm{B} tem 3, cada \mathrm{F} tem 7:
    V_{\mathrm{BF}_3} = 3 + 3\cdot 7 = 24.
    • Montando a estrutura de Lewis mais simples: o B no centro ligado a três F por ligações simples consome 3 pares de elétrons para as ligações, ou seja, 6 elétrons ao redor do B. Assim o boro fica com apenas 6 elétrons, não alcança o octeto.
    • Como o boro está no 2.º período, não há d-orbitais disponíveis para “aceitar” elétrons extras de forma simples; por isso \mathrm{BF}_3 é clássico exemplo de molécula deficiente em elétrons — tipo (B).
  • Dica prática para a prova: ao ver \mathrm{B} ou \mathrm{Be} central com 3 ou 2 haletos, já levantar a suspeita de deficiência eletrônica.

Passo 4

Conceito e verificação do tipo (C) — moléculas com expansão de octeto.
  • Regra prática: elementos a partir do 3.º período (por exemplo S, P, Cl em certos estados, I, Xe) podem acomodar mais de oito elétrons ao redor do átomo central formando mais de quatro pares ligantes; isso leva a estruturas com octeto expandido (chamado às vezes de “hipervalência”).
  • Exemplo aplicado à alternativa (a), terceiro composto \mathrm{SF}_6:
    • Elétrons de valência: \mathrm{S} tem 6 e cada \mathrm{F} tem 7:
    V_{\mathrm{SF}_6} = 6 + 6\cdot 7 = 48.
    • A forma estável é enxofre no centro ligado a seis \mathrm{F} por seis ligações simples. Cada ligação usa um par de elétrons; o enxofre termina com 6 ligações \Rightarrow 12 elétrons ao redor do S, ou seja, mais que 8 — expansão do octeto. Portanto \mathrm{SF}_6 é típico exemplo de molécula com octeto expandido — tipo (C).
  • Observação: na prova, se o átomo central for de período 3 ou maior e a fórmula mostra 5 ou 6 ligantes (por ex. \mathrm{PCl}_5, \mathrm{SF}_6, \mathrm{IF}_7), pense imediatamente em expansão de octeto.

Passo 5

Conferência rápida das outras alternativas (checagem curta para evitar armadilhas):
  • Em (b): \mathrm{NO} é radical (A) ok, mas \mathrm{PCl}_3 não é deficiente (P tem octeto com um par solitário) — portanto (b) falha no item (B).
  • Em (c): \mathrm{ClO}_2 é radical (A) e \mathrm{IF}_7 tem expansão (C), mas \mathrm{NH}_3 não é deficiente (tem octeto) — (c) falha.
  • Em (d): \mathrm{AlCl}_3 é deficiente (B) e \mathrm{XeF}_6 expande (C), porém \mathrm{N}_2\mathrm{O} não é radical (não é A) — (d) falha.
  • Em (e): \mathrm{BF}_3 está como (B) correto na lista, mas \mathrm{N}_2\mathrm{O}_4 e \mathrm{SO}_2 não se encaixam nos papéis (A e C) conforme exigido — (e) falha.
Portanto a alternativa que tem (A), (B) e (C) corretamente é a alternativa (a).

Resposta

(a)

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