Relacione a fórmula, forma geométrica e polaridade a seguir, assinalando a opção CORRETA:
a) \mathrm{CBr}_{4} - tetraédrica - apolar
b) \mathrm{NH}_{3} - piramidal - apolar
c) \mathrm{SO}_{2} - linear - polar
d) \mathrm{BeH}_{2} - linear - polar

Passo 1

O enunciado pede para identificar qual das alternativas listadas está CORRETA, relacionando fórmula, forma geométrica e polaridade. As alternativas são:
  • a) \mathrm{CBr}_4 — tetraédrica — apolar
  • b) \mathrm{NH}_3 — piramidal — apolar
  • c) \mathrm{SO}_2 — linear — polar
  • d) \mathrm{BeH}_2 — linear — polar

Passo 2

Conceito rápido (sem cálculos ainda): para decidir geometria usamos a ideia de domínios eletrônicos ao redor do átomo central (pares de ligação + pares isolados). A geometria molecular vem da distribuição que minimiza repulsões entre esses domínios (regra básica do modelo VSEPR). Para polaridade, cada ligação tem um dipolo (direção do átomo menos eletronegativo para o mais eletronegativo); a molécula é apolar se os dipolos se cancelam por simetria, e é polar se sobra um dipolo resultante não nulo.

Passo 3

Mini-aula sobre VSEPR e polaridade (de um jeito prático):
  • Conte domínios eletrônicos ao redor do átomo central: domínios = pares de ligação (cada ligação simples, dupla ou tripla conta como 1 domínio) + pares isolados (lone pairs).
  • Geometrias padrão para poucos domínios:
    • 2 domínios → linear (ângulo 180^\circ).
    • 3 domínios → trigonal plana (se nenhum lone pair) ou angular/bent (se tiver 1 lone pair).
    • 4 domínios → tetraédrica (se nenhum lone pair), trigonal piramidal (1 lone pair), angular (2 lone pairs).
  • Polaridade: comparar eletronegatividades dos átomos. Exemplos de eletronegatividades (Pauling) que usaremos: \chi(\mathrm{C})\approx 2,55, \chi(\mathrm{Br})\approx 2,96, \chi(\mathrm{N})\approx 3,04, \chi(\mathrm{H})\approx 2,20, \chi(\mathrm{S})\approx 2,58, \chi(\mathrm{O})\approx 3,44, \chi(\mathrm{Be})\approx 1,57.
  • Regra prática: se a molécula é simétrica (ex.: tetraédrica com 4 ligantes iguais, linear AX2 com ligantes iguais) os dipolos se cancelam → apolar. Se assimetria (lone pair ou ligantes diferentes) → normalmente polar.

Passo 4

Análise da alternativa (a): \mathrm{CBr}_4.
  • Átomo central: \mathrm{C} ligado a 4 bromo; domínios = 4 ligações, 0 pares isolados → geometria eletrônica e molecular: tetraédrica.
  • Sobre polaridade: ligações C–Br têm pequena diferença de eletronegatividade ( \chi(\mathrm{C})\approx 2,55, \chi(\mathrm{Br})\approx 2,96), então cada ligação tem um dipolo pequeno, mas como a molécula é tetraédrica e os 4 ligantes são iguais, os vetores dipolares se cancelam por simetria → molécula apolar (não possui dipolo resultante).
  • Conclusão: descrição “tetraédrica — apolar” está correta para \mathrm{CBr}_4.

Passo 5

Análise da alternativa (b): \mathrm{NH}_3.
  • Átomo central: \mathrm{N} com 3 ligações N–H e 1 par isolado no nitrogênio → domínios = 4, com 1 lone pair → geometria molecular: trigonal piramidal (piramidal), não plana.
  • Polaridade: ligações N–H são polares porque \chi(\mathrm{N})\approx 3,04 e \chi(\mathrm{H})\approx 2,20. Além disso, o par isolado no N cria assimetria na distribuição de carga, de modo que existe um dipolo resultante apontando da base dos H em direção ao N (aproximadamente ao longo do eixo da pirâmide). Portanto \mathrm{NH}_3 é polar.
  • A alternativa diz “piramidal — apolar”, mas o correto é “piramidal — polar”. Logo a alternativa (b) é incorreta.

Passo 6

Análise da alternativa (c): \mathrm{SO}_2.
  • Estrutura e domínios: podemos desenhar duas ligações S–O e existe pelo menos 1 par isolado no enxofre (contando as estruturas de ressonância, há 3 domínios ao redor do enxofre: dois domínios de ligação e um par isolado) → domínios = 3 com 1 lone pair → geometria molecular: angular (curvada), não linear.
  • Polaridade: as duas ligações S–O são polares ( \chi(\mathrm{S})\approx 2,58, \chi(\mathrm{O})\approx 3,44) e, por a molécula ser angular (assimétrica), os dipolos não se cancelam → \mathrm{SO}_2 é polar.
  • A alternativa afirma “linear — polar”. O termo “polar” está correto, mas “linear” está errado. Portanto (c) é incorreta.

Passo 7

Análise da alternativa (d): \mathrm{BeH}_2.
  • Átomo central: \mathrm{Be} forma duas ligações simples com H e não tem pares isolados (no estado fundamental, domínios = 2) → geometria: linear (ângulo 180^\circ).
  • Polaridade: ligações Be–H têm alguma diferença de eletronegatividade ( \chi(\mathrm{Be})\approx 1,57, \chi(\mathrm{H})\approx 2,20); cada ligação individual é polar com dipolo apontando do Be para o H. Contudo, por a molécula ser linear e simétrica (H–Be–H) e os dois ligantes serem iguais, os dipolos das duas ligações têm mesma magnitude e sentidos opostos e se cancelam → dipolo resultante zero → molécula apolar.
  • A alternativa diz “linear — polar”, mas o correto é “linear — apolar”. Logo (d) é incorreta.

Passo 8

Resumo das verificações:
  • (a) \mathrm{CBr}_4: tetraédrica e apolar → correto.
  • (b) \mathrm{NH}_3: piramidal, mas polar → alternativa errada.
  • (c) \mathrm{SO}_2: não é linear (é angular), embora seja polar → alternativa errada.
  • (d) \mathrm{BeH}_2: linear, mas apolar → alternativa errada.

Resposta

a)

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