Questão 01(2.0 pontos): Para cada uma das seguintes moléculas determine:
I) As Estrutura de Lewis; (II) tipo de ligação (sígma ou pi); (III) geometria molecular: (IV) polaridade e (V) Hibridização do átomo central.
a) \mathrm{SnF}_{3}{ }^{-1}
b) \mathrm{ClO}_{2} \mathrm{~F}
c) \mathrm{BrClF}_{4}
(d) \mathrm{XeO}_{2} \mathrm{~F}_{2}

Passo 1

O enunciado pede, para cada molécula, (I) estrutura de Lewis, (II) tipo de ligação \sigma ou \pi, (III) geometria molecular segundo VSEPR, (IV) polaridade e (V) hibridização do átomo central. Para isso vamos:
  • Contar os elétrons de valência e desenhar a estrutura de Lewis, lembrando que átomos de período 4 ou maior podem expandir o octeto.
  • Aplicar VSEPR para obter a geometria a partir do número de regiões de densidade eletrônica (ligações e pares isolados).
  • Identificar ligações \sigma (sempre uma por ligação simples) e \pi (presentes em ligações duplas ou triplas).
  • Avaliar vetores de ligação para saber se há momento dipolar resultante (polaridade).
  • Determinar a hibridização do átomo central pela soma de regiões ligantes e pares isolados.

Passo 2

Análise de \mathrm{SnF}_3^-:
I) Elétrons de valência: \mathrm{Sn}=4, \mathrm{F}=7\times3=21, carga -1\Rightarrow1; total 4+21+1=26 e–. Estrutura de Lewis: átomo central Sn ligado a três F por ligações simples e com um par isolado em Sn.
II) Cada ligação Sn–F é simples, portanto envolve um orbital \sigma; não há \pi.
III) Regiões de densidade em Sn: três ligações + um par isolado =4\to geometria eletrônica tetraédrica; molécula (ligações) é trigonal piramidal.
IV) Distribuição assimétrica de F e par isolado gera momento dipolar não nulo → polar.
V) Quatro regiões eletrônicas → hibridização sp^3.

Passo 3

Análise de \mathrm{ClO}_2\mathrm{F}:
I) Elétrons de valência: \mathrm{Cl}=7, 2\times\mathrm{O}=12, \mathrm{F}=7; total 7+12+7=26 e–. Estrutura de Lewis: Cl central, uma dupla ligação com um O, uma simples com o outro O e uma simples com F, mais um par isolado em Cl.
II) Ligações: C l=O tem um \sigma e um \pi; Cl–O (simples) e Cl–F são \sigma.
III) Regiões em Cl: três ligações + um par isolado =4\to geometria eletrônica tetraédrica; molecular é trigonal piramidal.
IV) Diferenças de eletronegatividade e par isolado rompem a simetria → polar.
V) Quatro regiões eletrônicas → hibridização sp^3.

Passo 4

Análise de \mathrm{BrClF}_4:
I) Elétrons de valência: \mathrm{Br}=7, \mathrm{Cl}=7, 4\times\mathrm{F}=28; total 7+7+28=42 e–. Estrutura: Br central com cinco ligantes (4 F e 1 Cl) e um par isolado.
II) Todas as cinco ligações (Br–F e Br–Cl) são simples → apenas \sigma.
III) Regiões em Br: cinco ligações + um par isolado =6\to geometria eletrônica octaédrica; molecular é bipirâmide quadrada (square pyramidal).
IV) Ausência de simetria completa → polar.
V) Seis regiões eletrônicas → hibridização sp^3d^2.

Passo 5

Análise de \mathrm{XeO}_2\mathrm{F}_2:
I) Elétrons de valência: \mathrm{Xe}=8, 2\times\mathrm{O}=12, 2\times\mathrm{F}=14; total 8+12+14=34 e–. Estrutura: Xe central com duas duplas a O, duas simples a F e um par isolado.
II) Ligações: cada X e=O tem um \sigma e um \pi; cada Xe–F é \sigma.
III) Regiões em Xe: quatro ligações + um par isolado =5\to geometria eletrônica trigonal bipiramidal; molecular é em forma de serra (seesaw).
IV) Disposição assimétrica de ligantes em torno de Xe → polar.
V) Cinco regiões eletrônicas → hibridização sp^3d.

Resposta

a) \mathrm{SnF}_3^-
I) Sn central com três ligações simples a F e um par isolado.
II) todas as ligações são \sigma.
III) trigonal piramidal.
IV) polar.
V) sp^3.
b) \mathrm{ClO}_2\mathrm{F}
I) Cl central com uma dupla a O, uma simples a O, uma simples a F e um par isolado.
II) C l=O: \sigma+\pi; Cl–O e Cl–F: \sigma.
III) trigonal piramidal.
IV) polar.
V) sp^3.
c) \mathrm{BrClF}_4
I) Br central com quatro F, um Cl e um par isolado.
II) todas as ligações \sigma.
III) bipirâmide quadrada (square pyramidal).
IV) polar.
V) sp^3d^2.
d) \mathrm{XeO}_2\mathrm{F}_2
I) Xe central com duas duplas a O, duas simples a F e um par isolado.
II) X e=O: \sigma+\pi; Xe–F: \sigma.
III) forma de serra (seesaw).
IV) polar.
V) sp^3d.

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