Dê a representação de Lewis para cada uma das seguintes espécies e indique se é uma ligação química iônica ou covalente.
a) \mathrm{SiH}_{4}

Passo 1

O enunciado pede duas coisas para a espécie \mathrm{SiH}_{4}: (1) a representação de Lewis da molécula e (2) se a ligação química é iônica ou covalente. A única informação dada é a fórmula molecular \mathrm{SiH}_{4}.

Passo 2

Contagem dos elétrons de valência (passo obrigatório para qualquer estrutura de Lewis). Vou explicar e aplicar a regra:
  • Cada átomo contribui com seus elétrons de valência (aqueles na camada externa).
  • Para o silício: \mathrm{Si} tem 4 elétrons de valência.
  • Para cada hidrogênio: \mathrm{H} tem 1 elétron de valência.
    Cálculo total:
\text{elétrons totais} = 4 + 4\times 1 = 8.é
Explicação didática: esses 8 elétrons serão distribuídos como pares ao redor dos átomos formando ligações e/ou pares isolados.

Passo 3

Montagem do esqueleto (quem fica no centro, quem nas extremidades):
  • Regra prática: o átomo menos eletronegativo (entre Si e H) geralmente fica no centro. Aqui o silício é o átomo central e os quatro hidrogênios ficam ao redor dele.
  • Esqueleto básico: \mathrm{H}-\mathrm{Si}-\mathrm{H} (com mais dois \mathrm{H} nos “topo” e “fundo” formando uma configuração tetraédrica em 3D).

Passo 4

Distribuição dos elétrons em pares de ligação:
  • Cada ligação simples \mathrm{Si}-\mathrm{H} usa 2 elétrons (um par compartilhado).
  • Com quatro ligações simples gastamos 4\times 2 = 8 elétrons, que é exatamente o total que tínhamos.
  • Não sobra nenhum elétron para pares isolados.
Desenho da estrutura de Lewis (cada traço representa um par de elétrons compartilhado, ou seja, um par na ligação):
\begin{array}{c} \quad \mathrm{H}\\[2pt] \quad |\\[2pt] \mathrm{H}-\mathrm{Si}-\mathrm{H}\\[2pt] \quad |\\[2pt] \quad \mathrm{H} \end{array}
Comentário didático: na prática, a molécula é tridimensional (tetragonal/tetraédrica), mas para Lewis desenhamos assim; cada traço é um par eletrônico compartilhado entre \mathrm{Si} e um \mathrm{H}.]

Passo 5

Verificação da regra do octeto / duet:
  • Hidrogênio segue a “regra do duet”: cada \mathrm{H} está ligado a \mathrm{Si} por uma ligação simples, portanto cada \mathrm{H} “vê” 2 elétrons — dueto satisfeito.
  • Silício aqui está envolvido em quatro ligações simples; portanto “vê” 4\times 2 = 8 elétrons ao seu redor — octeto satisfeito.
    Explicação: apesar de silício poder expandir o octeto (é do mesmo período que elementos que expandem), nessa molécula não é necessário; o octeto fica completo com quatro ligações simples.

Passo 6

Cálculo das cargas formais (para checar estabilidade eletrônica):
Fórmula da carga formal:
\text{carga formal} = \text{elétrons de valência do átomo} - \big(\text{elétrons não-ligantes} + \tfrac{1}{2}\times\text{elétrons ligantes}\big).éêáéãé
  • Para \mathrm{Si}: elétrons de valência =4, elétrons não-ligantes =0, elétrons ligantes =8 (4 ligações). Logo
\text{carga formal}(\mathrm{Si}) = 4 - (0 + \tfrac{1}{2}\cdot 8) = 4 - 4 = 0.
  • Para cada \mathrm{H}: elétrons de valência =1, não-ligantes =0, ligantes =2. Logo
\text{carga formal}(\mathrm{H}) = 1 - (0 + \tfrac{1}{2}\cdot 2) = 1 - 1 = 0.
Conclusão: todas as cargas formais são zero — estrutura estática e neutra.

Passo 7

Decidir se a ligação é iônica ou covalente e por quê:
  • Regra prática por diferença de eletronegatividade: se |\Delta\chi| é grande (tipicamente > \,1,7 na escala de Pauling) tende a ser iônica; se pequeno, tende a ser covalente.
  • Valores aproximados: \chi(\mathrm{Si})=1,90 e \chi(\mathrm{H})=2,20.
\Delta\chi = |\chi(\mathrm{H})-\chi(\mathrm{Si})| = |2,20-1,90| = 0,30.
  • \Delta\chi=0,30 é pequeno, portanto as ligações \mathrm{Si}-\mathrm{H} são ligações covalentes (pares de elétrons compartilhados), não iônicas.
    Explicação didática: além da diferença de eletronegatividade, o fato de a molécula ser neutra, sem íons formados, e cada átomo ter suas regras de valência satisfeitas reforça que é covalente.

Passo 8

Resumo final do que construímos e como usar isso na prova:
  • Conte sempre os elétrons de valência corretamente.
  • Escolha o átomo central (menos eletronegativo, geralmente).
  • Distribua ligações simples primeiro, verifique se sobram elétrons para pares isolados e então ajuste (ligações duplas se necessário).
  • Calcule cargas formais para confirmar a melhor estrutura.
  • Use diferença de eletronegatividade para classificar ligação iônica vs covalente.
    Dica de amigo: anota rápido os números (valência total = 8 aqui), monta o esqueleto, cada ligação consome 2 elétrons — se fechar certinho, está bom. Vai dar certo!

Resposta

\begin{array}{c} \quad \mathrm{H}\\[2pt] \quad |\\[2pt] \mathrm{H}-\mathrm{Si}-\mathrm{H}\\[2pt] \quad |\\[2pt] \quad \mathrm{H} \end{array}
Ligação: covalente.]

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