1. A partir do modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR), a geometria molecular esperada para a molécula \mathrm{XeF}_{4} é
    (A) octaédrica.
    (B) tetraédrica.
    (C) gangorra.
    (D) piramidal trigonal.
    (E) quadrada planar.

Passo 1

O enunciado pede: identificar a geometria molecular esperada para a molécula \mathrm{XeF}_{4} a partir do modelo de repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR). As informações relevantes fornecidas pelo enunciado são:
  • Molécula: \mathrm{XeF}_{4}.
  • Átomo central: \mathrm{Xe}.
  • Átomos ligados ao central: quatro átomos de \mathrm{F}.
  • Alternativas dadas: (A) octaédrica; (B) tetraédrica; (C) gangorra (see-saw); (D) piramidal trigonal; (E) quadrada planar.
O objetivo é escolher a alternativa correta.

Passo 2

Contagem dos elétrons de valência (passo fundamental antes de posicionar pares eletrônicos).
  • Elétrons de valência do xenônio: \mathrm{Xe} tem \,8\, elétrons de valência, então escrevemos \mathrm{Xe}:8.
  • Elétrons de valência de cada flúor: \mathrm{F}:7. Para quatro flúores: 4\times7=28.
  • Total de elétrons de valência da molécula:
8 + 28 = 36.
Esta contagem é a base para distribuir ligações e pares isolados.

Passo 3

Formação das ligações \mathrm{Xe}\!-\!\mathrm{F}.
  • Fazemos quatro ligações simples \mathrm{Xe}-\mathrm{F}. Cada ligação consome 2 elétrons.
  • Elétrons usados nas quatro ligações:
4 \times 2 = 8.
  • Elétrons restantes para pares isolados:
36 - 8 = 28.

Passo 4

Completar octetos nos átomos de flúor e sobra para o xenônio.
  • Cada \mathrm{F} precisa de 3 pares isolados (6 elétrons) além da ligação para completar seu octeto.
  • Elétrons usados para completar os quatro \mathrm{F}:
4 \times 6 = 24.
  • Elétrons que sobram para o átomo central \mathrm{Xe}:
28 - 24 = 4,
ou seja, 4 elétrons = 2 pares isolados no \mathrm{Xe}.
Portanto, ao redor do átomo central \mathrm{Xe} temos:
  • 4 pares ligantes (quatro ligações \mathrm{Xe}-\mathrm{F}),
  • 2 pares isolados (lone pairs).

Passo 5

Definir o número de domínios eletrônicos e a geometria eletrônica.
  • Número de domínios eletrônicos ao redor de \mathrm{Xe}: 4 domínios ligantes +\;2 domínios não ligantes =6 domínios.
  • Para 6 domínios eletrônicos, a geometria que minimiza repulsões entre pares eletrônicos é a geometria octaédrica (os seis domínios ocupam vértices de um octaedro). Isso é uma regra do modelo VSEPR: pares eletrônicos (ligações e lone pairs) se posicionam para maximizar separação angular e diminuir repulsão.

Passo 6

Determinar a geometria molecular (a disposição apenas dos átomos).
  • Temos geometria eletrônica octaédrica, mas dois desses seis vértices são ocupados por pares isolados (lone pairs).
  • Para minimizar repulsões, os dois pares isolados preferem ocupar posições opostas na geometria octaédrica (ou seja, 180° entre eles). Colocando os dois lone pairs em posições axiais opostas, sobram quatro posições equatoriais ocupadas pelos átomos de flúor.
  • Os quatro átomos de \mathrm{F} ficam então em um mesmo plano formando um quadrado ao redor do \mathrm{Xe}: essa é a geometria molecular chamada de quadrada planar.
  • Portanto, a forma observada dos átomos (o que importa para a nomenclatura da geometria molecular) é quadrada planar.

Passo 7

Conferindo as alternativas:
  • (A) octaédrica: descreve a geometria eletrônica com 6 domínios, mas não é a geometria molecular quando dois domínios são pares isolados — portanto não é a resposta final pedida.
  • (B) tetraédrica: corresponde a 4 domínios eletrônicos, não se aplica aqui.
  • (C) gangorra (see-saw): corresponde a 5 domínios, não se aplica.
  • (D) piramidal trigonal: corresponde a 4 domínios com um lone pair (ex.: \mathrm{NH}_3), não se aplica.
  • (E) quadrada planar: corresponde exatamente ao caso com 6 domínios e 2 pares isolados posicionados opostos, resultado molecular quadrado planar — é a alternativa correta.

Resposta

(E) quadrada planar.

Exercícios relacionados