8.3 As espécies químicas
e
são conhecidas. O íon isoeletrônico
é plausível? Se ele pudesse ser produzido, preveja e esboce sua forma mais provável. Comente se tal íon pode ou não ser possível.
Passo 1
O enunciado fala de duas espécies hipervalentes conhecidas,
e
, ambas com
elétrons de valência e geometria quadrado– planar segundo a teoria VSEPR. A proposta é avaliar o íon
: contar elétrons de valência, prever sua geometria VSEPR e discutir sua viabilidade química.
Passo 2
Contagem de elétrons de valência em
e
:
–\ I (grupo )
;
F
; carga –
adicional.
Total:
–\ I (grupo
Total:
O número de pares eletrônicos é
. Destes,
pares são ligações I– F e
pares são trios de pares nos F, sobrando
pares livres no I. Logo temos
domínios eletrônicos (
ligações
pares livres), geometria eletrônica octaédrica e, com os pares livres trans, molécula quadrado– planar. O mesmo ocorre em
.
Passo 3
Contagem de elétrons de valência em
:
–\ Cs (grupo )
;
F
; carga
–
.
Total:
–\ Cs (grupo
Total:
Pares eletrônicos:
. Destes,
pares formam ligações Cs– F e cada F “segura”
pares (total
pares usados nos F), sobrando
pares livres no Cs. Novamente
domínios eletrônicos, logo geometria eletrônica octaédrica e, afastando os dois pares livres em posição trans (eixo z), a forma molecular é quadrado– planar: os quatro F no mesmo plano xy em torno de Cs e dois pares livres acima/abaixo desse plano.
Esboço esquemático (vista lateral e frontal combinadas):
——— LP ———
\quad |
F– Cs – F
\quad |
F \quad \quad F
\quad |
——— LP ———
\quad |
F– Cs – F
\quad |
F \quad \quad F
\quad |
——— LP ———
onde “LP” são os pares livres em eixo perpendicular ao plano dos quatro flúor.
Passo 4
Viabilidade química: em
cada F é –
, logo a valência de Cs seria
(resolvendo
dá
). O césio só forma estável o estado de oxidação
e não dispõe de orbitais adequados para expandir octeto a
; tentar oxidar Cs até
exigiria energia imensamente alta e o sólido se decomporia, liberando
. Portanto o íon
não é quimicamente plausível.
Resposta
O íon
teria, em teoria VSEPR, geometria quadrado– planar (
ligações Cs– F em um plano e
pares livres em eixos trans), mas é impossível quimicamente porque implicaria Cs no estado de oxidação
, não observado na química do césio.