Use a teoria da repulsão dos pares de elétrons da camada de valência (VSEPR) a fim de propor a geometria molecular para o \mathrm{ClF}_{5}. Marque a alternativa correta:
Escolha uma opção:
NE PI Fórmula de VSEPR Geometria molecular
5 3 \mathrm{AB}_{2} \mathrm{E}_{3} Linear
NE PI Fórmula de VSEPR Geometria molecular
6 1 \mathrm{AB}_{5} \mathrm{E} Piramidal Quadrada
NE PI Fórmula de VSEPR
5 2 \mathrm{AB}_{3} \mathrm{E}_{2}
NE PI Fórmula de VSEPR Geometria molecular
5 0 \mathrm{AB}_{5} Trigonal bipiramidal

Passo 1

O que o problema pede: usar a teoria VSEPR para propor a geometria molecular de \mathrm{ClF}_{5} e escolher a alternativa correta entre as dadas.
Informações fornecidas no enunciado:
  • A molécula é \mathrm{ClF}_{5}.
  • As alternativas apresentam combinações de NE (número de elétrons de valência do átomo central?), PI (pares isolados no átomo central) e fórmulas VSEPR do tipo \mathrm{AB}_n\mathrm{E}_m com a geometria molecular correspondente.

Passo 2

Escolher o átomo central e contar elétrons de valência:
  • Flúor é mais eletronegativo que cloro, portanto o átomo central é o cloro.
  • Contagem dos elétrons de valência do cloro: o cloro tem \,7 elétrons de valência, então V=7 (vou usar V para o número de elétrons de valência do átomo central).
Explicação didática do método (super útil na prova): para moléculas sem cargas formais estranhas e com ligações simples, uma forma prática é:
  • o número de ligações simples que o átomo central forma é igual ao número de átomos ligados (aí cada ligação “usa” 1 elétron do central para formar a ligação),
  • os pares isolados no central são os elétrons restantes após formar todas essas ligações.
Aqui, o cloro está ligado a \,5 átomos de flúor, ou seja há \,5 ligações simples envolvendo o cloro.

Passo 3

Calcular pares isolados no átomo central:
  • elétrons de valência do central: V=7 (já dito);
  • número de ligações (átomos ligados): B=5.
    Pares isolados no central (em elétrons) = V - B = 7 - 5 = 2 elétrons.
    Como cada par isolado tem 2 elétrons, o número de pares isolados (PI) é
\text{PI}=\frac{V-B}{2}=\frac{2}{2}=1.
Portanto há \,1 par isolado no cloro.

Passo 4

Determinar o número de domínios eletrônicos (número de regiões de densidade eletrônica) ao redor do átomo central:
  • domínios = ligações (cada ligação simples conta como 1) + pares isolados =\;5+1=6.
    Esse número às vezes é chamado de número estérico (steric number) e indica a geometria eletrônica.
Tabela-resumo (valores que usamos):
  • ligações = \,5 (átomos de F ligados)
  • pares isolados = \,1
  • domínios eletrônicos = \,6

Passo 5

Usar VSEPR para identificar geometria eletrônica e molecular:
  • Regra VSEPR: as regiões de densidade eletrônica se organizam para minimizar repulsões. Para número de domínios igual a \,6, a geometria eletrônica é octaédrica.
  • Quando a geometria eletrônica é octaédrica mas há \,1 par isolado (caso \mathrm{AB}_5\mathrm{E}), o par isolado ocupa uma das posições do octaedro e os cinco átomos ligados ocupam as demais, resultando na geometria molecular chamada “piramidal quadrada” (square pyramidal): quatro átomos formam uma base quadrada e o quinto fica no vértice acima (apex).
Observação didática extra (para a prova): alternativas com fórmula VSEPR \mathrm{AB}_5\mathrm{E} e PI =1 correspondem sempre à geometria piramidal quadrada (partindo da geometria eletrônica octaédrica). Moléculas análogas: \mathrm{BrF}_5 também é piramidal quadrada.

Passo 6

Conferindo com as alternativas: a alternativa que mostra \text{NE}=6, \text{PI}=1, fórmula de VSEPR \mathrm{AB}_5\mathrm{E} e geometria “Piramidal Quadrada” é a que corresponde ao que acabamos de deduzir para \mathrm{ClF}_5.

Resposta

NE =6, PI =1, \mathrm{AB}_5\mathrm{E}, Piramidal Quadrada

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