A teoria da repulsão dos pares eletrônicos sustenta: ao redor do átomo central, pares eletrônicos ligantes e não ligantes se repelem, tendendo a ficar tão afastados quanto possível. De acordo com essa teoria, quais estruturas podem ser previstas para as moléculas de
,
, respectivamente?
a) tetraédrica, bipirâmide trigonal e octaédrica
b) octaédrica, bipirâmide trigonal e tetraédrica
c) bipirâmide trigonal, tetraédrica e tetraédrica
d) tetraédrica, tetraédrica e octaédrica
e) octaédrica, tetraédrica e bipirâmide trigonal
Explique:
a) tetraédrica, bipirâmide trigonal e octaédrica
b) octaédrica, bipirâmide trigonal e tetraédrica
c) bipirâmide trigonal, tetraédrica e tetraédrica
d) tetraédrica, tetraédrica e octaédrica
e) octaédrica, tetraédrica e bipirâmide trigonal
Passo 1
O enunciado pede: usar a teoria da repulsão dos pares eletrônicos (VSEPR) para prever as estruturas das moléculas
,
e
, e escolher a alternativa correta entre as dadas. As moléculas fornecidas são:
O que se precisa entregar: a geometria (estrutura) prevista para cada uma, na mesma ordem, e indicar qual alternativa (a–e) corresponde a essa sequência.
Passo 2
Vamos entender, passo a passo, o que a teoria exige — sem pular etapas. A ideia central da VSEPR (teoria de repulsão dos pares eletrônicos) que vamos usar é: pares eletrônicos ao redor do átomo central (pares ligantes e pares isolados) se repelem e se arranjam para ficar o mais afastados possível. Para aplicar isso precisamos:
- Identificar o átomo central.
- Contar quantos pares eletrônicos ao redor dele formam “domínios eletrônicos” (cada ligação simples conta como um domínio; pares isolados também contam).
- Determinar a geometria eletrônica a partir do número de domínios.
A correspondência básica domínios → geometria eletrônica é:
-
linear -
trigonal planar -
tetraédrica -
bipirâmide trigonal (trigonal bipyramidal) -
octaédrica
Essa tabela é tudo o que precisamos para mapear “número de domínios” → “geometria”.
Passo 3
Como contar os domínios eletrônicos na prática (fórmula útil e explicada):
- Um domínio = uma ligação simples (conta-se 1 por cada átomo ligado ao central) ou um par isolado (lone pair) no átomo central.
- Para moléculas simples com apenas ligações simples, o número de ligações ao átomo central é igual ao número de pares ligantes.
- Para saber quantos pares isolados há no átomo central, use:
onde
é o número de elétrons de valência do átomo central e
é o número de ligações (número de átomos ligados por ligação simples). A divisão por
transforma elétrons sobrando em pares. Nota: essa fórmula assume ligações simples e que o átomo central doa um elétron para cada ligação (o que é adequado para esses exemplos). Se o resultado for
não há pares isolados; se for positivo, some esse número aos domínios vindos das ligações.
Agora aplicamos esse procedimento molécula por molécula.
Passo 4
Análise de
:
- Átomo central: enxofre,
. - Elétrons de valência do enxofre:
(pois está no grupo 16). - Número de átomos ligados (ligações simples):
(seis ligados). - Calculando pares isolados no central:
- Domínios eletrônicos totais = domínios de ligação
pares isolados . - Pela tabela do passo 2,
domínios correspondem à geometria octaédrica.
Observação didática: enxofre aqui está no períodoe pode expandir o octeto (aceitar mais de 8 elétrons), por isso é perfeitamente possível ter ligações simples ao seu redor na estrutura regular .
Passo 5
Análise de
:
- Átomo central: fósforo,
. - Elétrons de valência do fósforo:
(grupo 15). - Número de átomos ligados:
(cinco ligados). - Pares isolados:
- Domínios eletrônicos totais
. - Pela tabela do passo 2,
domínios correspondem à geometria bipirâmide trigonal (trigonal bipyramidal).
Observação didática: assim como, também pode ter um arranjo com mais de oito elétrons ao redor (período ), daí ser possível formar sem pares isolados no central.
Passo 6
Análise de
:
- Átomo central: carbono,
. - Elétrons de valência do carbono:
(grupo 14). - Número de átomos ligados:
(quatro ). - Pares isolados:
- Domínios eletrônicos totais
. - Pela tabela do passo 2,
domínios correspondem à geometria tetraédrica.
Comentário prático: carbono é do períodoe não expande o octeto, mas aqui não há problema porque tem exatamente ligações simples e nenhuma carga extra.
Passo 7
Resumo das conclusões:
-
→ domínios → octaédrica. -
→ domínios → bipirâmide trigonal. -
→ domínios → tetraédrica.
Comparando com as alternativas dadas, a sequência correta é: octaédrica, bipirâmide trigonal e tetraédrica — que é a alternativa b).
Resposta
b) octaédrica, bipirâmide trigonal e tetraédrica