Use os modelos de Lewis e VSEPR para predizer (a) o arranjo dos pares eletrônicos ao redor do átomo central (escrito primeiro na fórmula), (b) a forma molecular e © os ângulos de ligação esperados para cada uma das seguintes espécies:
,
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra usar o modelo de Lewis e a teoria VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) pra cada espécie: a) descobrir o arranjo dos pares eletrônicos ao redor do átomo central, b) falar a forma molecular e c) estimar o ângulo de ligação. A matéria envolve desenho de estrutura de Lewis, contagem de pares de elétrons (de ligação e não ligantes) e depois aplicar a regra de que pares se repelem pra definir geometria eletrônica e molecular.
Passo 2
Espécie:
- Contagem de elétrons de valência: N tem 5, cada F tem 7 → total =
elétrons (13 pares). - Montagem da estrutura: N no centro, 3 ligações N–F usam 3 pares → sobram 10 elétrons (5 pares) pra preencher octeto dos F (cada F precisa de 3 pares não ligantes, total 9 pares nos F) e sobra 1 par que fica como par não ligante em N.
- Pares ao redor de N: 3 pares de ligação (EL) + 1 par não ligante (ENL) = 4 domínios eletrônicos.
- Geometria eletrônica (4 domínios) = tetraédrica.
- Forma molecular = pirâmide trigonal (porque um par ocupa lugar mas não aparece).
- Ângulo de ligação ≈
, mas cai pra cerca de devido à repulsão extra do par não ligante.
Passo 3
Espécie:
(a “ICl₂” do enunciado costuma ser este ânion)
- Elétrons: I tem 7, cada Cl 7 →
, mais 1 carga extra = 22 elétrons (11 pares). - Estrutura: I–Cl usa 2 pares, sobrando 9 pares. Cada Cl pega 3 pares (6 elétrons cada) → usa 6 pares, sobrando 3 pares que ficam como ENL em I.
- Pares ao redor de I: 2 EL + 3 ENL = 5 domínios.
- Geometria eletrônica (5 domínios) = bipirâmide trigonal.
- Forma molecular = linear (os 3 pares não ligantes ocupam posições eqüatoriais, e os dois Cl ficam axiais em 180°).
- Ângulo de ligação =
.
Passo 4
Espécie:
- Elétrons: Sb tem 5, cada Cl 7 → total
elétrons (20 pares). - Ligações: 5 pares Sb–Cl usam 5 pares, todos os elétrons restantes viram pares nos Cl (3 pares cada), Sb não tem par extra.
- Pares em Sb: 5 EL + 0 ENL = 5 domínios.
- Geometria eletrônica = bipirâmide trigonal.
- Forma molecular = bipirâmide trigonal também (sem par pra distorcer).
- Ângulos =
entre axial/equatorial e entre eqüatoriais.
Passo 5
Espécie:
(formaldeído)
- Elétrons: C 4, H 1×2, O 6 →
elétrons (6 pares). - Montagem: C central, ligações C–H (2 pares) e C=O (2 pares) usam 4 pares, sobrando 2 pares que vão em O.
- Pares ao redor de C: 3 EL (2 simples + 1 dupla conta como 1 domínio) e 0 ENL = 3 domínios.
- Geometria eletrônica = trigonal planar.
- Forma molecular = trigonal planar (espalhado em triângulo).
- Ângulo ≈
.
Passo 6
Espécie:
- Elétrons: Sn 4, Cl 7×4 →
elétrons (16 pares). - Ligações: 4 pares Sn–Cl, resto nos Cl. Sn não tem par livre.
- Pares em Sn: 4 EL + 0 ENL = 4 domínios.
- Geometria eletrônica = tetraédrica.
- Forma molecular = tetraédrica.
- Ângulos =
.
Passo 7
Espécie:
- Elétrons: Si 4, F 7×6 = 42, mais 2 extra = 48 elétrons (24 pares).
- Ligações: 6 pares Si–F, sobram 18 pares pros F.
- Pares em Si: 6 EL + 0 ENL = 6 domínios.
- Geometria eletrônica = octaédrica.
- Forma molecular = octaédrica.
- Ângulo =
.
Passo 8
Espécie:
(tioCloreto de enxofre)
- Elétrons: S 6, O 6, Cl 7×2 →
elétrons (13 pares). - Ligações no S: S=O (2 pares), S–Cl (2×1 par) = 4 pares, sobram 9 pares. O leva 2 pares, cada Cl 3 pares (total 8 pares), sobra 1 par em S.
- Pares em S: 3 EL (um duplo + dois simples contam como 3 domínios) + 1 ENL = 4 domínios.
- Geometria eletrônica = tetraédrica.
- Forma molecular = pirâmide trigonal (um par não ligante empurra).
- Ângulo ≈
, ligeiramente menor (~ ).
Passo 9
Espécie:
- Elétrons: S 6, O 6×3 = 24 → 30 elétrons (15 pares).
- Estrutura típica tem 3 ligações duplas S=O, usa 3×2=6 pares, sobram 9 pares que se distribuem nos O (cada O leva 2 pares, total 6 pares), sobrando 3 pares → normalmente representamos ressonância mas nenhuma sobra em S no desenho ideal.
- Pares ao redor de S: 3 domínios (3 ligações duplas contam como 3).
- Geometria eletrônica = trigonal planar.
- Forma molecular = trigonal planar.
- Ângulo =
.
Passo 10
Espécie:
- Elétrons: C 4, Cl 7×4 =32 → 36 elétrons (18 pares).
- Ligações: 4 pares C–Cl, resto em Cl. C sem par livre.
- Pares em C: 4 EL + 0 ENL = 4 domínios.
- Geometria eletrônica = tetraédrica.
- Forma molecular = tetraédrica.
- Ângulos =
.
Passo 11
Espécie:
- Elétrons: P 5, F 7×5 =40 → 45 elétrons (22,5 pares?) Na verdade 5+35=40 elétrons (20 pares).
- Ligações: 5 pares P–F, nenhum par extra.
- Pares em P: 5 EL + 0 ENL = 5 domínios.
- Geometria eletrônica = bipirâmide trigonal.
- Forma molecular = bipirâmide trigonal.
- Ângulos =
e .
Passo 12
Espécie:
- Elétrons: I 7×3=21 + 1 carga extra = 22 elétrons (11 pares).
- Ligações: 2 pares usados em I–I, sobram 9 pares. Cada I terminal leva 3 pares (total 6), sobrando 3 pares no I central.
- Pares no I central: 2 EL + 3 ENL = 5 domínios.
- Geometria eletrônica = bipirâmide trigonal.
- Forma molecular = linear (pares eqüatoriais, I ligantes axiais).
- Ângulo =
.
Passo 13
Espécie:
- Elétrons: Te 6, Cl 7×4=28 → 34 elétrons (17 pares).
- Ligações: 4 pares Te–Cl, sobram 13 pares. Cada Cl recebe 3 pares (12), sobra 1 par em Te.
- Pares em Te: 4 EL + 1 ENL = 5 domínios.
- Geometria eletrônica = bipirâmide trigonal.
- Forma molecular = verga de vaso (ou “seesaw”): dois ligantes eqüatoriais, dois axiais e um par eqüatorial ocupando um sítio que distorce.
- Ângulos ≈
, e ligeiramente menores por causa do par não ligante.
Resposta
NF₃: eletrônica tetraédrica, molecular pirâmide trigonal, ∼107°
ICl₂⁻: eletrônica bipirâmide, molecular linear, 180°
SbCl₅: eletrônica bipirâmide, molecular bipirâmide, 90°/120°
CH₂O: eletrônica trigonal planar, molecular trigonal planar, 120°
SnCl₄: eletrônica tetraédrica, molecular tetraédrica, 109,5°
SiF₆²⁻: eletrônica octaédrica, molecular octaédrica, 90°
SOCl₂: eletrônica tetraédrica, molecular pirâmide trigonal, ∼107°
SO₃: eletrônica trigonal planar, molecular trigonal planar, 120°
CCl₄: eletrônica tetraédrica, molecular tetraédrica, 109,5°
PF₅: eletrônica bipirâmide, molecular bipirâmide, 90°/120°
I₃⁻: eletrônica bipirâmide, molecular linear, 180°
TeCl₄: eletrônica bipirâmide, molecular “seesaw”, ∼90°/120° (dist.).
ICl₂⁻: eletrônica bipirâmide, molecular linear, 180°
SbCl₅: eletrônica bipirâmide, molecular bipirâmide, 90°/120°
CH₂O: eletrônica trigonal planar, molecular trigonal planar, 120°
SnCl₄: eletrônica tetraédrica, molecular tetraédrica, 109,5°
SiF₆²⁻: eletrônica octaédrica, molecular octaédrica, 90°
SOCl₂: eletrônica tetraédrica, molecular pirâmide trigonal, ∼107°
SO₃: eletrônica trigonal planar, molecular trigonal planar, 120°
CCl₄: eletrônica tetraédrica, molecular tetraédrica, 109,5°
PF₅: eletrônica bipirâmide, molecular bipirâmide, 90°/120°
I₃⁻: eletrônica bipirâmide, molecular linear, 180°
TeCl₄: eletrônica bipirâmide, molecular “seesaw”, ∼90°/120° (dist.).