O tetrafluoreto de enxofre reage com \mathrm{O}_{2} para formar monóxido de tetrafluoreto de enxofre \mathrm{OSF}_{4}, na qual as cargas formais de todos os átomos seja zero. Proponha as geometrias moleculares possíveis para o OSF4, baseado na RPECV. Qual é a geometria mais provável? Explique. A molécula será polar ou apolar?

Passo 1

O enunciado pede para usarmos a teoria da RPECV a fim de propor as geometrias moleculares possíveis para o OS F_{4}, dado que todas as cargas formais sejam zero, e então escolher a mais provável e discutir se a molécula é polar ou apolar. Vamos precisar contar os pares eletrônicos em torno do enxofre e usar a RPECV para determinar as disposições geométricas.

Passo 2

Determinar a estrutura de elétrons e contagem de domínios em torno de S.
– Enxofre tem 6 elétrons de valência.
– Ligações: quatro S–F simples ( 4 pares) e uma ligação dupla S=O ( 2 pares).
– Total de pares de ligação (domínios) em torno de S: 4 (pares S–F) +1 (domínio S=O) =5 domínios.
– Não há pares isolados em S, pois usou todos os 6 elétrons para as ligações.

Passo 3

Aplicar RPECV para 5 domínios ligantes sem pares isolados.
– A disposição eletrônica que minimiza repulsões é uma bipirâmide trigonal.
– Como não há pares isolados, a geometria eletrônica coincide com a molecular: TRIGONAL BIPIRAMIDAL.

Passo 4

Listar posições possíveis para o grupo O versus os fluoros.
Em uma bipirâmide trigonal há:
\bullet 2 posições axiais (ângulos de 90\circ com o plano equatorial)
\bullet 3 posições equatoriais (ângulos de 120\circ entre si)
Possíveis arranjos:
1. O na posição axial e 4 F ocupando as demais ( 1 axial +3 equatoriais).
2. O numa das posições equatoriais e 4 F ocupando as demais ( 2 axiais +2 equatoriais).

Passo 5

Escolher o arranjo mais provável usando repulsões relativas.
– A dupla ligação S=O agrupa mais densidade eletrônica que cada S–F simples, gerando maior repulsão.
– Para minimizar repulsão, o domínio S=O deve ficar em posição equatorial, onde os ângulos são de 120\circ em vez de 90\circ.
Logo, a molécula terá O na posição equatorial, dois F nas outras duas posições equatoriais e dois F nos lugares axiais.

Passo 6

Reforçar a geometria molecular resultante.
– Com O equatorial e quatro F (dois equatoriais, dois axiais), a forma molecular é uma bipirâmide trigonal assimétrica ( C_{2}v).

Passo 7

Analisar polaridade da molécula.
– Os dois F axiais cancelam-se mutuamente.
– No plano equatorial, temos O e dois F espaçados a 120\circ; a soma vetorial dos dipolos S–O e S–F equatoriais não é zero.
– Portanto, existe um momento de dipolo resultante, e a molécula é POLAR.

Resposta

A geometria molecular do OS F_{4} é uma bipirâmide trigonal com o átomo de oxigênio ocupando uma posição equatorial. Esse arranjo minimiza as repulsões (dupla ligação S=O mais intensa) e resulta em molécula polar.

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