1. Preencha os espaços em branco da tabela a seguir. Se a coluna da molécula estiver vazia, preencha com um exemplo que satisfaça as outras condições do restante da linha:
Molécula Geometria do domínio eletrônico Hibridização do átomo central Momento de dipolo resultante? Molécula polar ou apolar?
\mathbf{C O}_{\mathbf{2}}
\mathrm{sp}^{3} Sim
\mathrm{sp}^{3} Não
Trigonal Plana Não
\mathrm{SF}_{4}
Octaédrica Não
\mathrm{sp}^{2} Sim
\mathrm{XeF}_{2}

Passo 1

O problema pede para completar as células vazias de uma tabela que relaciona: (a) uma molécula (às vezes já dada), (b) a geometria do domínio eletrônico do átomo central, (c) a hibridização do átomo central, (d) se há momento de dipolo resultante (Sim/Não) e (e) se a molécula é polar ou apolar.
Vou tratar cada linha da tabela (cada molécula/condição) e preencher os campos que estão em branco. As linhas da tabela que preciso preencher são, na ordem do enunciado:
  1. \mathrm{CO}_2 (tudo em branco exceto a molécula).
  2. Linha com hibridização \mathrm{sp}^3 e momento de dipolo = Sim (molécula não informada).
  3. Linha com hibridização \mathrm{sp}^3 e momento de dipolo = Não (molécula não informada).
  4. Linha com geometria do domínio eletrônico = Trigonal Plana e momento de dipolo = Não (molécula e hibridização em branco).
  5. \mathrm{SF}_4 (tudo em branco exceto a molécula).
  6. Linha com geometria do domínio eletrônico = Octaédrica e momento de dipolo = Não (molécula e hibridização em branco).
  7. Linha com hibridização \mathrm{sp}^2 e momento de dipolo = Sim (molécula não informada).
  8. \mathrm{XeF}_2 (tudo em branco exceto a molécula).

Passo 2

Conceitos essenciais (explicação didática e sem pular etapas):
  • O que é domínio eletrônico? Um “domínio eletrônico” ao redor do átomo central é uma região onde há um par de elétrons que ocupa espaço: pode ser uma ligação simples, dupla, tripla (cada ligação conta como um domínio) ou um par isolado (lone pair). Contamos todos esses domínios para decidir a geometria eletrônica.
  • Geometria do domínio eletrônico é a disposição dos domínios em torno do átomo central para minimizar repulsões (VSEPR). Exemplos rápidos: 2 domínios → Linear; 3 → Trigonal plana; 4 → Tetraédrica; 5 → Trigonal bipiramidal; 6 → Octaédrica.
  • Hibridização (modo prático): relaciona-se ao número de domínios: 2 domínios → \mathrm{sp}; 3 → \mathrm{sp}^2; 4 → \mathrm{sp}^3; 5 → \mathrm{sp}^3\mathrm{d} (modelo qualitativo); 6 → \mathrm{sp}^3\mathrm{d}^2. Aqui usaremos essa correspondência prática para preencher hibridizações.
  • Momento de dipolo resultante: cada ligação polar tem um vetor de dipolo apontando do átomo menos eletronegativo para o mais eletronegativo. O momento de dipolo resultante é a soma vetorial desses vetores. Se a soma é zero, a molécula é apolar; se é diferente de zero, é polar. A simetria da geometria molecular frequentemente determina se os vetores se cancelam.
  • Observação prática para provas: contar domínios → determinar geometria eletrônica → deduzir hibridização pela tabela acima → olhar simetria para saber se a soma vetorial dos dipolos é zero.

Passo 3

Resolver a linha da molécula \mathrm{CO}_2 passo a passo:
  • Conta dos domínios no átomo central (C): \mathrm{CO}_2 tem duas ligações duplas \mathrm{O}= \mathrm{C}= \mathrm{O}. Cada ligação (mesmo dupla) conta como 1 domínio, então temos 2 domínios.
  • Geometria do domínio eletrônico: 2 domínios → Linear.
  • Hibridização: 2 domínios → \mathrm{sp}.
  • Momento de dipolo resultante: as duas ligações C–O são polares (O mais eletronegativo), mas são colineares e em sentidos opostos; os vetores se cancelam → resultado = Não.
  • Polaridade: se o momento resultante é zero, a molécula é apolar.

Passo 4

Resolver a linha com \mathrm{sp}^3 e momento de dipolo = Sim (escolha de exemplo e justificativa):
  • Hibridização \mathrm{sp}^3 indica 4 domínios → geometria do domínio eletrônico será Tetraédricaé.
  • Para que haja momento resultante diferente de zero, a distribuição dos átomos ligados precisa ser assimétrica em termos de eletronegatividade (ou existirem pares isolados que criem assimetria). Um exemplo simples e clássico é o clorometano \mathrm{CH}_3\mathrm{Cl}: o carbono central tem 4 ligações (3 \mathrm{C–H} e 1 \mathrm{C–Cl}), conta 4 domínios → hibridização \mathrm{sp}^3. A presença do cloro (mais eletronegativo que H) cria um vetor dipolar não cancelado → Momento: Sim → Molécula polar.
  • Portanto preencho essa linha com molécula \mathrm{CH}_3\mathrm{Cl}, geometria do domínio eletrônico Tetraédricaé, hibridização \mathrm{sp}^3, Momento = Sim, Molécula = Polar.

Passo 5

Resolver a linha com \mathrm{sp}^3 e momento de dipolo = Não (escolha de exemplo e justificativa):
  • Novamente 4 domínios → Tetraédricaé. Para que o momento seja zero, a molécula precisa ser simétrica de modo que os vetores de ligação se cancelem. Um exemplo clássico é \mathrm{CH}_4 (metano): 4 ligações idênticas C–H dispostas tetraedricamente. Todos os vetores têm a mesma magnitude e se cancelam → Momento = Não → Molécula Apolar.
  • Preencho a linha com molécula \mathrm{CH}_4, geometria Tetraédricaé, hibridização \mathrm{sp}^3, Momento = Não, Molécula = Apolar.

Passo 6

Resolver a linha com geometria do domínio eletrônico = Trigonal Plana e momento de dipolo = Não (escolha de exemplo e justificativa):
  • Trigonal plana → 3 domínios → hibridização \mathrm{sp}^2. Para que o momento seja zero, a molécula tem que ser triangular e simétrica com três ligações iguais. Um exemplo típico: \mathrm{BF}_3. O boro central tem 3 ligações B–F equivalentes e nenhuma dupla que altere a contagem de domínios (3 domínios no total), forma trigonal plana; os vetores dipolares B–F somam vetorialmente para zero devido à simetria → Momento = Não → Molécula Apolar.
  • Preencho esta linha com \mathrm{BF}_3, hibridização \mathrm{sp}^2, Momento = Não, Molécula = Apolar.

Passo 7

Resolver a linha da molécula \mathrm{SF}_4:
  • Primeiro conte domínios no enxofre: \mathrm{SF}_4 tem 4 ligações S–F e 1 par isolado no enxofre (regra comum para enxofre em SF4) → total = 5 domínios.
  • Geometria do domínio eletrônico: 5 domínios → Trigonal\\ bipiramidal (essa é a geometria dos domínios). A geometria molecular (forma dos átomos) é chamada de “seesaw” (gangorra) por causa do par isolado que ocupa posição equatorial preferencialmente, mas o enunciado pede a geometria do domínio eletrônico, então usamos Trigonal\\ bipiramidal.
  • Hibridização: 5 domínios → \mathrm{sp}^3\mathrm{d} (modelo qualitativo usado em provas).
  • Momento de dipolo resultante: devido ao par isolado e à disposição assimétrica das ligações, os vetores não se cancelam → Momento = Sim.
  • Polaridade: com momento não-nulo → Polar.

Passo 8

Resolver a linha com geometria Octaédrica e momento de dipolo = Não (escolha de exemplo e justificativa):
  • Octaédrica → 6 domínios → hibridização \mathrm{sp}^3\mathrm{d}^2. Para que o momento seja zero precisamos de uma molécula octaédrica simétrica com ligantes idênticos; um exemplo clássico é \mathrm{SF}_6 (seis ligações S–F equivalentes). Na geometria octaédrica os vetores de ligação se cancelam → Momento = Não → Molécula Apolar.
  • Preencho esta linha com \mathrm{SF}_6, hibridização \mathrm{sp}^3\mathrm{d}^2.

Passo 9

Resolver a linha com hibridização \mathrm{sp}^2 e momento de dipolo = Sim (escolha de exemplo e justificativa):
  • Hibridização \mathrm{sp}^2 → 3 domínios → geometria do domínio eletrônico Trigonal\\ plana. Para ter momento diferente de zero precisamos de assimetria entre os ligados. Um exemplo muito usado é \mathrm{SO}_2: o enxofre central em \mathrm{SO}_2 tem 3 domínios (duas ligações S–O e um par isolado) → geometria eletrônica trigonal plana, geometria molecular angular/bent; a disposição dos dipolos S–O não cancela → Momento = Sim → Molécula Polar.
  • Assim escolho \mathrm{SO}_2, com geometria do domínio eletrônico Trigonal\\ plana, hibridização \mathrm{sp}^2, Momento = Sim, Molécula = Polar.

Passo 10

Resolver a linha da molécula \mathrm{XeF}_2:
  • Contagem de domínios no xenônio central: \mathrm{XeF}_2 tem 2 ligações Xe–F e 3 pares isolados no xenônio (configuração típica) → total = 5 domínios.
  • Geometria do domínio eletrônico: 5 domínios → Trigonal\\ bipiramidal. A geometria molecular (posição dos átomos) é Linear porque os 3 pares isolados ocupam as posições equatoriais e os dois flúors ficam axiais em 180°. O enunciado pede “Geometria do domínio eletrônico”, então registro Trigonal\\ bipiramidal; é útil mencionar que a forma molecular é Linear.
  • Hibridização: 5 domínios → \mathrm{sp}^3\mathrm{d}.
  • Momento de dipolo resultante: como a molécula é linear com dois ligantes idênticos ao redor do átomo central, os vetores dipolares Xe–F se cancelam → Momento = Não → Molécula Apolar.

Resposta

\mathrm{CO}_2 — Geometria do domínio eletrônico: Linear; Hibridização: \mathrm{sp}; Momento de dipolo resultante? Não; Molécula: Apolar
\mathrm{CH}_3\mathrm{Cl} — Geometria do domínio eletrônico: Tetraédrica; Hibridização: \mathrm{sp}^3; Momento de dipolo resultante? Sim; Molécula: Polar
\mathrm{CH}_4 — Geometria do domínio eletrônico: Tetraédrica; Hibridização: \mathrm{sp}^3; Momento de dipolo resultante? Não; Molécula: Apolar
\mathrm{BF}_3 — Geometria do domínio eletrônico: Trigonal Plana; Hibridização: \mathrm{sp}^2; Momento de dipolo resultante? Não; Molécula: Apolar
\mathrm{SF}_4 — Geometria do domínio eletrônico: Trigonal Bipiramidal; Hibridização: \mathrm{sp}^3\mathrm{d}; Momento de dipolo resultante? Sim; Molécula: Polar
\mathrm{SF}_6 — Geometria do domínio eletrônico: Octaédrica; Hibridização: \mathrm{sp}^3\mathrm{d}^2; Momento de dipolo resultante? Não; Molécula: Apolar
\mathrm{SO}_2 — Geometria do domínio eletrônico: Trigonal Plana; Hibridização: \mathrm{sp}^2; Momento de dipolo resultante? Sim; Molécula: Polar
\mathrm{XeF}_2 — Geometria do domínio eletrônico: Trigonal Bipiramidal; Hibridização: \mathrm{sp}^3\mathrm{d}; Momento de dipolo resultante? Não; Molécula: Apolar

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