( 1,2 ) Qual das seguintes moléculas apresenta a maior desvio dos ângulos de ligação ideais devido à repulsão entre pares isolados e pares de ligação?
Dados:
a)
b)
c)
d)
a)
b)
c)
d)
Passo 1
O enunciado pergunta: “Qual das seguintes moléculas apresenta a maior desvio dos ângulos de ligação ideais devido à repulsão entre pares isolados e pares de ligação?” As alternativas são:
a)
b)
c)
d)
a)
b)
c)
d)
Informações dadas que vou usar (copiadas do enunciado):
.
Passo 2
Vamos analisar cada molécula olhando para o número de pares de ligação (pares ligantes) e pares isolados (pares livres) no átomo central — isso determina a geometria eletrônica e como os ângulos reais se desviam dos ângulos ideais. Antes de aplicar, preciso explicar direitinho o conceito que vou usar (fica tranquilo, explico passo a passo).
Passo 3
Explicação didática (o que é preciso saber para resolver a questão):
- Um “par isolado” (ou par livre) é um par de elétrons no átomo central que não participa de ligação. Um “par de ligação” é o par de elétrons compartilhado entre o átomo central e um átomo vizinho.
- A regra prática que vamos usar: pares de elétrons ocupam espaço e se repelem; a ordem de repulsão é
Isto significa que pares livres empurram mais fortemente os pares ligantes, reduzindo os ângulos entre ligações.
- Ângulo ideal de referência: para geometria eletrônica tetraédrica o ângulo ideal é
😉 para trigonal planar é . Se uma molécula tem pares livres no átomo central, os ângulos de ligação observados serão menores que o ideal tetraédrico na medida em que os pares livres aumentam a repulsão.
Passo 4
Análise de
:
- Carbono central tem 4 ligações simples com F e nenhum par isolado.
- Geometria eletrônica: tetraédrica; geometria molecular: tetraédrica.
- Ângulo ideal =
. Como não há pares livres no C, não há compressão dos ângulos por pares isolados, logo o desvio causado por pares isolados é essencialmente .
Passo 5
Análise de
:
- Boro central tem 3 ligações com F e normalmente nenhum par isolado (alcança uma estrutura trigonal plana com octeto incompleto).
- Geometria eletrônica e molecular: trigonal planar.
- Ângulo ideal =
. Não há pares isolados no átomo central para causar repulsão extra, logo desvio por pares isolados = .
Passo 6
Análise de
:
- Nitrogênio central tem 3 ligações com H e 1 par isolado.
- Geometria eletrônica: tetraédrica (4 regiões de elétrons). Geometria molecular: piramidal trigonal.
- O par isolado empurra os pares de ligação, reduzindo o ângulo H–N–H em relação ao tetraédrico. O ângulo experimental aproximado é
. - Cálculo do desvio em relação ao ângulo tetraédrico ideal:
Passo 7
Análise de
:
- Oxigênio central tem 2 ligações com H e 2 pares isolados.
- Geometria eletrônica: tetraédrica (4 regiões de elétrons). Geometria molecular: angular (dobrada).
- Dois pares isolados exercem maior repulsão total sobre os pares de ligação do que um só par isolado, comprimindo mais o ângulo H–O–H. O ângulo experimental aproximado é
. - Cálculo do desvio:
Passo 8
Comparação final dos desvios causados por pares isolados:
-
. -
. -
. -
.
Como
tem dois pares isolados e apresenta o maior diminuição do ângulo entre ligações (maior desvio do ideal), ela é a resposta.
Resposta
d)