Preveja as geometrias (tetraédrica, trigonal plana, piramidal, linear ou angular) das seguintes moléculas ou íons. Para as moléculas, indique os momentos de dipolo de cada ligação e a direção do vetor do dipolo resultante.
\mathrm{NH}_{4}^{+}

Passo 1

O enunciado pede a geometria eletrônica e molecular de \mathrm{NH}_4^+ e, em seguida, que a gente indique os momentos de dipolo de cada ligação \mathrm{N–H} e a direção do vetor de dipolo resultante. O conteúdo que vamos usar é o modelo VSEPR (repulsão de pares eletrônicos na camada de valência), além de noções de eletronegatividade e soma vetorial de dipolos.

Passo 2

Desenhando a estrutura de Lewis de \mathrm{NH}_4^+, o nitrogênio central forma quatro ligações simples com quatro átomos de hidrogênio e não tem pares não ligantes. A carga +1 vem da perda de um elétron, mas não gera par de elétrons extra no nitrogênio. Logo temos quatro domínios de ligação e zero pares isolados em torno de N.

Passo 3

Pelo VSEPR, quatro pares de ligação sem pares isolados se distribuem de modo a minimizar repulsões num arranjo tetraédrico, com ângulos aproximados de 109{,}5^\circ. Portanto, a geometria molecular de \mathrm{NH}_4^+ é tetraédrica.

Passo 4

Cada ligação \mathrm{N–H} possui um dipolo porque N é mais eletronegativo que H. O vetor de dipolo de cada ligação aponta de H para N. Em um tetraedro regular, os quatro vetores iguais simetricamente dispostos se cancelam. Logo, o momento de dipolo resultante é nulo:
\vec\mu_{\text{total}} = \sum_{i=1}^4 \vec\mu_{\,\mathrm{N–H},\,i} = \vec0.

Resposta

Geometria: tetraédrica.
Cada ligação \mathrm{N–H} tem dipolo apontando de H para N.
Momento de dipolo resultante: zero.

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