Represente as estruturas de Lewis de cada uma das seguintes moléculas ou íons. Identifique casos em que a regra do octeto não é obedecida; determine qual átomo em cada composto não obedece à regra do octeto; e determine quantos elétrons estão em torno dos seguintes átomos:
\mathrm{BF}_{3}\

Passo 1

O enunciado pede que eu:
  • Represente a(s) estrutura(s) de Lewis de \mathrm{BF}_3.
  • Identifique se a regra do octeto é obedecida; se não for, diga qual átomo não obedece.
  • Determine quantos elétrons estão em torno dos átomos (isto é, o número de elétrons na “capa de valência” considerando ligações e pares isolados) na molécula \mathrm{BF}_3.
Informações dadas e relevantes:
  • Fórmula: \mathrm{BF}_3.
  • Número de átomos: 1 átomo de boro ( \mathrm{B}) e 3 átomos de flúor ( \mathrm{F}).
  • Precisarei dos elétrons de valência de \mathrm{B} e de \mathrm{F} para começar (vou calcular no próximo passo).

Passo 2

Contagem de elétrons de valência (regra básica): cada átomo contribui com seus elétrons na camada de valência para formar a estrutura de Lewis.
  • Boro ( \mathrm{B}) está no grupo 13 -> tem 3 elétrons de valência.
  • Flúor ( \mathrm{F}) está no grupo 17 -> tem 7 elétrons de valência cada.
Total de elétrons de valência disponíveis para \mathrm{BF}_3:
\text{Total} = 1\times 3 + 3\times 7 = 3 + 21 = 24.
Explicação curta: esse total de 24 elétrons será distribuído entre ligações e pares isolados para tentar satisfazer (quando possível) a regra do octeto na molécula.

Passo 3

Montagem do esqueleto e primeiras ligações (estratégia padrão): o átomo menos eletronegativo e menos capaz de ficar na periferia costuma ser o central — aqui é o \mathrm{B}. Coloca-se \mathrm{B} no centro e os três \mathrm{F} ao redor; ligar cada \mathrm{F} ao \mathrm{B} com uma ligação simples. Cada ligação simples usa 2 elétrons.
Número de ligações formadas: 3 ligações simples \mathrm{B}-\mathrm{F}.
Elétrons usados nas ligações:
3 \times 2 = 6 \text{ elétrons}.é
Elétrons restantes para distribuir como pares isolados:
24 - 6 = 18 \text{ elétrons}.é

Passo 4

Distribuição dos elétrons restantes em pares isolados (regra: completar primeiro os átomos externos, tentando o octeto):
  • Cada átomo de \mathrm{F} já tem uma ligação (2 elétrons compartilhados), então precisa de mais 6 elétrons (3 pares isolados) para completar o octeto. Para 3 \mathrm{F}s são necessários:
3 \times 6 = 18 \text{ elétrons},é
que é exatamente o que restava.
Portanto, coloca-se 3 pares isolados em cada \mathrm{F}. Depois dessa distribuição não sobram elétrons para o \mathrm{B}.
Resultado provisório da estrutura de Lewis (descrição):
  • \mathrm{B} ligado por três ligações simples a três \mathrm{F}.
  • Cada \mathrm{F} tem 3 pares isolados (ou seja, 6 elétrons não ligantes) além da ligação com \mathrm{B}.
  • \mathrm{B} não tem pares isolados.

Passo 5

Contagem final de elétrons ao redor de cada átomo (para verificar octeto):
  • Cada \mathrm{F}: tem 3 pares isolados =6 elétrons não ligantes mais 2 elétrons da ligação \mathrm{B}-\mathrm{F}. Total ao redor de cada \mathrm{F}:
6 + 2 = 8 \text{ elétrons}.é
  • O \mathrm{B}: tem 3 ligações simples, cada ligação fornece 2 elétrons compartilhados, mas para contar “elétrons ao redor” no modelo de Lewis soma-se os elétrons das ligações como pertencentes ao conjunto ao redor do átomo; então:
3 \times 2 = 6 \text{ elétrons} \text{ ao redor de } \mathrm{B}.é
Conclusão sobre a regra do octeto:
  • Os átomos de \mathrm{F} obedecem ao octeto (cada um com 8 elétrons).
  • O átomo de \mathrm{B} tem apenas 6 elétrons ao seu redor e, portanto, NÃO obedece à regra do octeto (é um caso de deficiência eletrônica — octeto incompleto).

Passo 6

Verificação de formal charges e discussão didática (por que mantemos a estrutura com \mathrm{B} com 6 elétrons):
  • Fórmula geral da carga formal (ensinando):
\text{Carga formal} = \text{(elétrons de valência do átomo neutro)} - \text{(elétrons não ligantes)} - \tfrac{1}{2}\text{(elétrons de ligação)}.éêáéãéçã
Aplicando à estrutura com ligações simples:
  • Para \mathrm{B}: \text{FC} = 3 - 0 - \tfrac{1}{2}\times 6 = 3 - 0 - 3 = 0.
  • Para cada \mathrm{F}: \text{FC} = 7 - 6 - \tfrac{1}{2}\times 2 = 7 - 6 -1 = 0.
Todas as cargas formais são 0, então essa estrutura é eletronicamente neutra e estável em termos de distribuição de cargas formais.
Alternativa com ligações duplas:
  • Se tentássemos dar a \mathrm{B} um octeto formando uma dupla ligação com um \mathrm{F} (movendo um par isolado do \mathrm{F} para formar \mathrm{B}=\mathrm{F}), obteríamos formal charges diferentes (por exemplo \mathrm{B} com carga formal -1 e o \mathrm{F} com +1), o que é menos favorável porque coloca carga positiva num átomo muito eletronegativo ( \mathrm{F}). Portanto a estrutura com \mathrm{B} com 6 elétrons e cargas formais zero é a mais representativa no modelo de Lewis clássico. (Observação: na prática existe estabilização por ressonância parcial e compartilhamento orbital \pi envolvendo os \mathrm{F}, mas isso foge ao desenho simples de Lewis e não muda a conclusão sobre o octeto incompleto do \mathrm{B}.)

Passo 7

Resumo didático final (como lembrar isso para a prova):
  • Sempre conte elétrons de valência primeiro.
  • Coloque o átomo menos eletronegativo no centro.
  • Use ligações simples inicialmente; distribua pares isolados primeiro nos átomos externos para completar octetos.
  • Se sobrar elétrons, coloque-os no átomo central; se faltar, tente ligações múltiplas e verifique cargas formais.
  • Alguns elementos do 2.º período (como \mathrm{B}) frequentemente formam estruturas com octeto incompleto; isso é aceitável e frequentemente a melhor estrutura de Lewis (critérios: mínimo de cargas formais, eletropositividade/eletronegatividade).

Resposta

Estrutura de Lewis: \mathrm{B} central ligado por 3 ligações simples a 3 átomos de \mathrm{F}; cada \mathrm{F} tem 3 pares não ligantes.
Regra do octeto: não é obedecida.
Átomo que não obedece ao octeto: \mathrm{B}.
Número de elétrons ao redor de cada átomo: \mathrm{B} tem 6 elétrons; cada \mathrm{F} tem 8 elétrons.

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