A respeito das espécies
\mathbf{A}, \mathbf{B}, \mathbf{C} e \mathbf{D} são feitas as seguintes afirmações:
A: \mathrm{BrF}_{2}{ }^{-}
B: \mathrm{BrF}_{3}
C: \mathrm{BrF}_{4}{ }^{-}
D: \mathrm{BrF}_{5}
Dados: F(Z=9) ; \operatorname{Br}(Z=35).
  1. A geometria dos domínios eletrônicos das espécies A e B é bipiramidal trigonal.
  2. Para todas as estruturas, a carga formal para todos os átomos de flúor é igual a zero.
  3. O átomo de bromo na estrutura \mathbf{D} possui apenas um domínio eletrônico não ligante.
  4. A geometria molecular da espécie B é trigonal plana.
  5. A geometria molecular da espécie \mathbf{C} é tetraédrica.
  6. As espécies \mathbf{C} e \mathbf{D} possuem a mesma geometria de domínios eletrônicos, porém geometrias moleculares diferentes.
A soma dos números correspondentes a todas as afirmações corretas é:
a) 19
b) 21
c) 28
d) 32

Passo 1

O enunciado dá quatro espécies químicas e várias afirmações numeradas que devemos verificar. Queremos somar os números de todas as afirmações corretas e escolher a alternativa correspondente. Dados fornecidos que vamos usar: F tem Z=9 (logo valência 7) e \mathrm{Br} tem Z=35 (valência 7). As espécies são:
A: \mathrm{BrF}_2^{-}
B: \mathrm{BrF}_3
C: \mathrm{BrF}_4^{-}
D: \mathrm{BrF}_5
As afirmações a avaliar são:
  1. A geometria dos domínios eletrônicos das espécies A e B é bipiramidal trigonal.
  2. Para todas as estruturas, a carga formal para todos os átomos de flúor é igual a zero.
  3. O átomo de bromo na estrutura \mathbf{D} possui apenas um domínio eletrônico não ligante.
  4. A geometria molecular da espécie B é trigonal plana.
  5. A geometria molecular da espécie \mathbf{C} é tetraédrica.
  6. As espécies \mathbf{C} e \mathbf{D} possuem a mesma geometria de domínios eletrônicos, porém geometrias moleculares diferentes.
Nos próximos passos vamos calcular, passo a passo, para cada espécie: elétrons de valência totais, pares de ligação e pares isolados no bromo, geometria dos domínios eletrônicos (VSEPR), geometria molecular e cargas formais nos F. Depois verificamos cada afirmação.

Passo 2

Procedimento geral (mini-aula VSEPR e carga formal):
  • Conta de elétrons de valência: some os elétrons de valência de cada átomo e inclua a carga (subtraia para cátion, some para ânion). Escreva total de elétrons e o número de pares de elétrons (pares = elétrons totais / 2).
  • Distribuição inicial: coloque ligações simples entre o átomo central (Br) e cada F; cada ligação usa 2 elétrons (1 par).
  • Complete os octetos dos flúor com pares isolados (cada F precisa de 3 pares isolados = 6 elétrons). O que sobrar vai para o Br como pares isolados.
  • Domínios eletrônicos do átomo central = número de ligações (cada ligação simples conta 1 domínio) + número de pares isolados no átomo central. A geometria eletrônica é a arrumação desses domínios (por exemplo, 5 domínios → bipirâmide trigonal; 6 domínios → octaédrica).
  • Geometria molecular: é a forma considerando apenas posições dos átomos (ignorando pares isolados), levando em conta que pares isolados ocupam posições que minimizam repulsão (para 5 domínios, pares preferem posições equatoriais; para 6 domínios, pares isolados preferem ficar opostos quando possível).
  • Carga formal em um átomo: \mathrm{FC} = (\text{elétrons de valência do átomo isolado}) - (\text{elétrons não ligantes no átomo}) - \tfrac{1}{2}(\text{elétrons de ligação ao átomo})éêáéãáéçãá. Para F, valência = 7.
Agora aplicamos isso a cada espécie.

Passo 3

Espécie A: \mathrm{BrF}_2^{-}.
  1. Elétrons de valência totais: \mathrm{Br} tem 7, cada F tem 7, e há carga -1 (mais 1 elétron). Então
\text{elétrons totais} = 7 + 2\cdot 7 + 1 = 22.é
Pares de elétrons totais = 22/2 = 11 pares.
  1. Ligações: duas ligações Br–F usam 2 pares (4 elétrons). Restam 11-2=9 pares a distribuir como pares isolados sobre os átomos.
  2. Complete os flúor: cada F recebe 3 pares isolados (total 2\cdot 3 = 6 pares). Sobra para o Br:
9 - 6 = 3 \text{ pares isolados no Br}.
Logo o Br tem 2 pares de ligação + 3 pares isolados = 5 domínios eletrônicos.
  1. Geometria dos domínios eletrônicos: 5 domínios → bipirâmide trigonal (trigonal bipiramidal).
  2. Geometria molecular: com 3 pares isolados (preferem posições equatoriais) e 2 ligantes, os dois F ficam nas posições axiais → geometria molecular linear (BrF _2^- é linear).
  3. Carga formal em cada F: cada F tem 3 pares isolados ( 6 elétrons não ligantes) e participa de uma ligação (2 elétrons de ligação). Aplicando
\mathrm{FC}_F = 7 - 6 - \tfrac{1}{2}\cdot 2 = 7 - 6 - 1 = 0.
Portanto, cada flúor tem carga formal zero em A.
Resumo para A: domínios eletrônicos = bipirâmide trigonal; geometria molecular = linear; cada F com \mathrm{FC}=0.

Passo 4

Espécie B: \mathrm{BrF}_3.
  1. Elétrons de valência totais:
\text{elétrons totais} = 7 + 3\cdot 7 = 28.é
Pares totais = 28/2 = 14 pares.
  1. Ligações: 3 ligações Br–F usam 3 pares. Restam 14-3=11 pares.
  2. Complete os flúor: 3 F necessitam 3\cdot 3 = 9 pares (cada um 3 pares). Restam para o Br:
11 - 9 = 2 \text{ pares isolados no Br}.
Então Br tem 3 pares de ligação + 2 pares isolados = 5 domínios eletrônicos.
  1. Geometria dos domínios eletrônicos: 5 domínios → bipirâmide trigonal.
  2. Geometria molecular: com 2 pares isolados (preferem posições equatoriais), a disposição resulta em 3 átomos F ligantes formando uma forma em “T” — isto é, geometria molecular é T-shaped (não é trigonal plana). Explicação curta: em bipirâmide trigonal, as 3 posições equatoriais são 120° entre si; quando duas dessas posições equatoriais são ocupadas por pares isolados, sobram uma posição equatorial e duas axiais para os átomos, produzindo uma forma de T.
  3. Carga formal em cada F: cada F tem 3 pares isolados + 1 ligação, portanto \mathrm{FC}_F = 7 - 6 - 1 = 0.
Resumo para B: domínios eletrônicos = bipirâmide trigonal; geometria molecular = T-shaped (não trigonal plana); cada F com \mathrm{FC}=0.

Passo 5

Espécie C: \mathrm{BrF}_4^{-}.
  1. Elétrons de valência totais:
\text{elétrons totais} = 7 + 4\cdot 7 + 1 = 36.é
Pares totais = 36/2 = 18 pares.
  1. Ligações: 4 ligações usam 4 pares. Restam 18-4=14 pares.
  2. Complete os flúor: 4 F precisam 4\cdot 3 = 12 pares. Restam para o Br:
14 - 12 = 2 \text{ pares isolados no Br}.
Logo Br tem 4 pares de ligação + 2 pares isolados = 6 domínios eletrônicos.
  1. Geometria dos domínios eletrônicos: 6 domínios → octaédrica.
  2. Geometria molecular: com 2 pares isolados num arranjo octaédrico, os pares isolados ocupam posições opostas (quando isso minimiza repulsões) — o arranjo mais estável com 4 ligantes e 2 pares isolados opostos resulta em geometria molecular quadrado planar (square planar). Portanto BrF _4^- é quadrado planar, não tetraédrica.
  3. Carga formal em cada F: cada F tem 3 pares isolados + 1 ligação → \mathrm{FC}_F = 7 - 6 - 1 = 0.
Resumo para C: domínios eletrônicos = octaédrica; geometria molecular = quadrado planar; cada F com \mathrm{FC}=0.

Passo 6

Espécie D: \mathrm{BrF}_5.
  1. Elétrons de valência totais:
\text{elétrons totais} = 7 + 5\cdot 7 = 42.é
Pares totais = 42/2 = 21 pares.
  1. Ligações: 5 ligações usam 5 pares. Restam 21-5=16 pares.
  2. Complete os flúor: 5 F precisam 5\cdot 3 = 15 pares. Restam para o Br:
16 - 15 = 1 \text{ par isolado no Br}.
Logo Br tem 5 pares de ligação + 1 par isolado = 6 domínios eletrônicos.
  1. Geometria dos domínios eletrônicos: 6 domínios → octaédrica.
  2. Geometria molecular: com 1 par isolado num arranjo octaédrico e 5 ligantes, a forma é pirâmide quadrada (square pyramidal) — pense em uma base quadrada de 4 F e um F no topo; o par isolado ocupa a posição oposta ao topo. Portanto BrF _5 é square pyramidal (não linear etc).
  3. Carga formal em cada F: cada F tem 3 pares isolados + 1 ligação → \mathrm{FC}_F = 7 - 6 - 1 = 0.
Resumo para D: domínios eletrônicos = octaédrica; geometria molecular = pirâmide quadrada; Br tem 1 par isolado; cada F com \mathrm{FC}=0.

Passo 7

Verificação das afirmações uma a uma (com base nos resultados obtidos):
Afirmação 1) “A geometria dos domínios eletrônicos das espécies A e B é bipiramidal trigonal.”
  • A: domínios = 5 → bipirâmide trigonal (confirmado).
  • B: domínios = 5 → bipirâmide trigonal (confirmado).
    Conclusão: afirmação 1 é correta.
Afirmação 11) “Para todas as estruturas, a carga formal para todos os átomos de flúor é igual a zero.”
  • Calculamos \mathrm{FC}_F = 7 - 6 - 1 = 0 para A, B, C e D. Em todas as estruturas cada flúor tem 3 pares isolados e uma ligação, logo \mathrm{FC}_F=0.
    Conclusão: afirmação 11 é correta.
Afirmação 13) “O átomo de bromo na estrutura \mathbf{D} possui apenas um domínio eletrônico não ligante.”
  • Em D (BrF _5) encontramos 1 par isolado no Br → 1 domínio não ligante.
    Conclusão: afirmação 13 é correta.
Afirmação 3) “A geometria molecular da espécie B é trigonal plana.”
  • Em B (BrF _3) a geometria molecular é T-shaped, não trigonal plana.
    Conclusão: afirmação 3 é falsa.
Afirmação 5) “A geometria molecular da espécie \mathbf{C} é tetraédrica.”
  • Em C (BrF _4^{-}) a geometria molecular é quadrado planar (4 ligantes + 2 pares isolados numa octaédrica), não tetraédrica.
    Conclusão: afirmação 5 é falsa.
Afirmação 7) “As espécies \mathbf{C} e \mathbf{D} possuem a mesma geometria de domínios eletrônicos, porém geometrias moleculares diferentes.”
  • C: domínios = 6 (octaédrica), geometria molecular = quadrado planar.
  • D: domínios = 6 (octaédrica), geometria molecular = pirâmide quadrada.
    Portanto possuem a mesma geometria eletrônica (octaédrica) e geometrias moleculares diferentes.
    Conclusão: afirmação 7 é correta.

Passo 8

Listagem final das afirmações corretas identificadas: 1, 11, 13 e 7. Somamos os números correspondentes:
1 + 11 + 13 + 7 = 32.

Resposta

32

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