Questāo 3 ( 1,0 Ponto) - A geometria molecular pode variar bastante de uma molécula para a outra. dependendo do átomo central e da quantidade de ligações que são realizadas. Qual é a listagem correta das moléculas
em ordem decrescente de ângulo de ligação?
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
O enunciado pede para ordenar, em ordem decrescente do ângulo de ligação, as moléculas
,
,
e
. Ou seja: listar da maior para a menor medida do ângulo entre as ligações ao redor do átomo central. As alternativas dadas são (a) a (e) e precisamos escolher qual corresponde à ordenação correta.
Passo 2
Conceito básico que vamos usar (explicação didática): a teoria VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) diz que pares eletrônicos ao redor do átomo central (pares de ligação e pares isolados) se organizam para minimizar repulsões. Regras práticas importantes:
- Contamos o número de “domínios eletrônicos” (pares de ligação simples, duplas contam como um domínio, e pares isolados) para obter a geometria eletrônica.
- Geometrias eletrônicas típicas e seus ângulos ideais:
- Pares isolados repelem mais forte que pares de ligação (LP–LP > LP–BP > BP–BP), por isso a presença de pares isolados tende a reduzir os ângulos entre ligações.
Vou aplicar essas regras molecula por molécula, mostrando como determinar número de domínios e a geometria.
Passo 3
- Álgebra dos elétrons: o Al tem 3 elétrons de valência e forma três ligações simples com Cl; na estrutura de Lewis típica o Al não tem pares isolados (é deficiente em elétrons, mas a geometria molecular é estável).
- Número de domínios eletrônicos ao redor do Al:
(três ligações). - Geometria eletrônica e molecular: trigonal planar.
- Ângulo esperado:
.
Observação: mesmo que na fase sólida/gaseosa possa formar dímeros em certas condições, a geometria monomérica deé trigonal planar — é isso que importa para VSEPR aqui.
Passo 4
- O Si tem 4 elétrons de valência e forma quatro ligações simples com Cl; não há pares isolados no Si.
- Número de domínios eletrônicos:
. - Geometria: tetraédrica.
- Ângulo esperado:
.
Passo 5
- O P tem 5 elétrons de valência; ao formar três ligações simples sobra 1 par isolado no fósforo.
- Número de domínios eletrônicos:
(três ligações + um par isolado). - Geometria eletrônica: tetraédrica; geometria molecular (contando par isolado) : trigonal piramidal.
- Efeito do par isolado: reduz o ângulo em relação ao tetraédrico. Valores típicos: moléculas piramidais como
têm ; para o ângulo é um pouco menor que , tipicamente em torno de a dependendo de aproximações, mas certamente menor que .
Passo 6
- O S tem 6 elétrons de valência; ao formar duas ligações simples há dois pares isolados no enxofre.
- Número de domínios eletrônicos:
(duas ligações + dois pares isolados). - Geometria eletrônica: tetraédrica; geometria molecular: angular/bent (semelhante à água).
- Efeito dos dois pares isolados: reduzem ainda mais o ângulo. Valores típicos para moléculas bent com dois pares isolados (como
) são cerca de ; para o ângulo experimental é aproximadamente . Em resumo, tem ângulo menor que o de uma molécula piramidal típica.
Passo 7
Comparando os ângulos esperados (ordem decrescente):
-
(trigonal planar) — maior. -
(tetraédrica) — próximo do topo. -
trigonal piramidal, ângulo reduzido por 1 par isolado (tipicamente ). -
angular com 2 pares isolados, ângulo ainda menor (tipicamente , frequentemente menor que o de dependendo da fonte).
Usando a classificação simples por tipo geométrico (trigonal planartetraédrica trigonal piramidal bent) obtemos a ordem:
Passo 8
Conclusão: a alternativa que corresponde à ordenação decrescente do ângulo de ligação é a alternativa (e).
Resposta
(e)