Exercícios Resolvidos de Modelo VSEPR/RPECV

UFRJ – IQ – Lista de Exercícios de Química Geral. Questão 04.

Baseado na teoria RPECV, explique:

a) Ângulo de ligação no Equation .

b) Ângulo de ligação no Equation .

c) A análise cristalográfica do Equation revela que o átomo central encontra-se no mesmo plano de apenas um dos ligantes.

Passo 1

a) Nas moléculas de Equation , os ângulos entre as ligações são de, aproximadamente, 90°.

Pro Sb esse ângulo fica bem próximo de 90° mesmo, então a gente pode acreditar que cada H tá interagindo com um orbital Equation do Sb (já que cada orbital Equation fica sobre um eixo, formando ângulos de 90° entre si).

No As, o ângulo vai pra 92° e 94° no P.

O que isso nos indica?

P, As e Sb estão na mesma família. No Sb, que é maior, a repulsão entre as ligações é muito pequena, então as ligações ficam ok sobre os eixos x, y e z.

Conforme os átomos diminuem, as repulsões aumentam e as ligações se afastam, aumentando o ângulo entre elas.

Com o átomo de P é menor que o átomo de As, as ligações se afastam mais no P.

A gente sabe, ainda, que no Equation os ângulos são de quase 109°. Como o N é muito pequeno, as ligações se afastam tanto que é energeticamente favorável pro N hibridizar os orbitais Equation .

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Passo 2

b) Vamos olhar as estruturas de Lewis desses caras pra ver se alguma ideia surge na nossa cabeça.

1°. Identificar o átomo central: em todos eles será o Cl, em menor quantidade e menos eletronegativo.

2°. Ligar todo mundo no átomo central.

3°. O terceiro passo a gente só usa quando sobrar átomo sem ligar em ninguém.

4°. Contar o número de elétrons de valência dos átomos da molécula.

Equation

Equation

Como todas as espécies tem uma carga negativa, precisamos adicionar essa carga na conta dos elétrons que vão aparecer nas nossas estruturas.

A quantidade de elétrons de cada estrutura será:

Equation

Equation

Equation

5°. Completar o octeto da galera.

A primeira estrutura está com 32 elétrons, a segunda com 26 elétrons e a terceira com 20 elétrons.

Porém, é melhor a gente olhar as cargas formais.

6°. Estudo das cargas formais.

A gente quer as cargas formais o mais próximo possível de zero!

Pro Equation :

Equation

Equation

Pro Equation :

Equation

Equation

Pro Equation :

Equation

Equation

Hmm.

Então o ideal seria tentar diminuir as cargas formais, compartilhando uns elétrons do oxigênio com o Cl. E isso é ok porque o Cl pode expandir o octeto!

Dessa forma, o Cl precisa afastar ao máximo 4 pares de elétrons, em todas as estruturas.

No Equation ele vai formar um tetraedro, com ângulo entre as ligações de 109,5°.

No Equation , embora ele forme um tetraedro, uma das posições é ocupada por um par de elétrons não ligante, que repele mais que pares de elétrons ligantes. Assim, o ângulo entre as ligações será um pouco menor do que 109,5°.

No Equation , com dois pares de elétrons não ligantes no cloro, o tetraedro será ainda mais distorcido, e o ângulo entre as ligações será ainda menor.

Atenção! O tetraedro que a gente tá falando é o arranjo espacial das moléculas. As geometrias dessaes caras são, respectivamente, tetraédrica, piramidal e angular.

Passo 3

-

d) Passo-a-passo da estrutura de Lewis pra Equation .

1°. Identificar o átomo central: Te está em menor quantidade e é menor eletronegativo!

2°. Ligar todo mundo no átomo central:

3°. O terceiro passo a gente só usa quando sobrar átomo sem ligar em ninguém.

4°. Contar o número de elétrons de valência dos átomos da molécula.

Equation

Equation

Com 1 telúrio e 5 flúores e uma carga negativa, o número de elétrons será:

Equation

Então 42 elétrons precisam aparecer na nossa estrutura!

5°. Completar o octeto da galera.

E a estrutura ficou com 40 elétrons. Precisamos colocar mais elétrons em alguém. Como o F não expande o octeto, o jeito é colocar no Te.

Agora sim! Número de elétrons corretos!

6°. Estudo das cargas formais.

Equation

Equation

Show!

Agora, com 6 pares de elétrons ao redor do telúrio, a gente espera um arranjo octaédrico.

Assim a gente pode pensar que os quatro flúores da base quadrada estão no mesmo plano do Te, o que acontece num octaedro perfeito. Mas, como o par de elétrons lá em cima repele mais do que um par de elétrons ligante, as quatro ligações da base são empurradas para baixo. Assim, apenas um F fica no mesmo plano do Te.

A geometria do ânion é piramidal de base quadrada.

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