Exercícios Resolvidos de Teoria dos Orbitais Moleculares

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Enunciado

5. Identifique a geometria, o tipo de hibridização dos orbitais do átomo central e a polaridade nas seguintes espécies moleculares: B e C l 2 , S F 4 , N H 3 , B F 3 . Justifique suas respostas.

Passo 1

Oi, galerinha! Tudo bom? Vamos resolver essa questão idenficando qual o átomo centro, a sua hibridização, com isso a gente consegue saber a geometria da molécula, para desenharmos a molécula e achamos a sua polaridade.

Vamos começar pelo B e C l 2 .

O átomo central é aquele que está em menor quantidade. No caso é o B e , então vamos fazer a sua distribuição eletrônica:

B e 4 : 1 s 2   2 s 2

No diagrama de caixas fica assim:

Note que temos um orbital totalmente preenchido, então vamos precisar hibridiza-lo para que tenhamos um eletron em cada orbital. Para isso vamos usar os orbitais desocupados do nível 2 p . Fica assim:

Agora podemos formar dois orbitais híbridos do tipo: s p .

O orbital s p tem geometria linear. Logo a mólecula será linear. Fica assim:

Para saber a polaridade da molécula temos que desenhar seu vetor dipolo e verificar se eles se anulam:

Note que eles se anulam, logo a molécula é apolar.

Passo 2

Vamos para o S F 4 .

O átomo central é aquele que está em menor quantidade. No caso é o S , então vamos fazer a sua distribuição eletrônica:

S 16 : 1 s 2   2 s 2   2 p 6 3 s 2 3 p 4

No diagrama de caixas fica assim:

Note que para fazermos 4 ligações, precisamos de 4 eletrons desemparelhados. Então vamos hibridizar com o orbital 4 s que está vazio. Com isso, podemos formar quartro orbitais híbridos do tipo: s p 3 .

O orbital s p 3 tem geometria tetraédrica. Logo a mólecula será tetraédrica. Fica assim:

Note que todos os ligantes são iguais, logo vetores dipolo se anulam, ou seja, a molécula é apolar.

Passo 3

Vamos para o N H 3 .

O átomo central é aquele que está em menor quantidade. No caso é o N , então vamos fazer a sua distribuição eletrônica:

N 7 : 1 s 2   2 s 2   2 p 3

No diagrama de caixas fica assim:

Note que para fazermos 3 ligações, precisamos de 3 eletrons desemparelhados. Isso nós já temos. Mas aqui nós temos também um par de elétrons não ligantes do nitrogênio. Com isso, podemos formar quatro orbitais híbridos do tipo: s p 3 .

O orbital s p 3 tem geometria tetraédrica. Logo a mólecula será piramidal, pois não consideramos o par de elétrons não ligantes para definir sua geometria molecular. Fica assim:

Agora vamos fazer os vetores dipolo:

Repara que eles não se anulam. Logo a molécula é polar.

Passo 4

Vamos para o B F 3 .

O átomo central é aquele que está em menor quantidade. No caso é o B , então vamos fazer a sua distribuição eletrônica:

B 5 : 1 s 2   2 s 2   2 p 1

No diagrama de caixas fica assim:

Note que para fazermos 3 ligações, precisamos de 3 eletrons desemparelhados. Então vamos hibridizar usando um orbital 2 s com dois orbitais 2 p (note que vamos usar o orbital que está vazio também). Com isso, podemos formar três orbitais híbridos do tipo: s p 2 .

O orbital s p 2 tem geometria trigonal plana. Logo a mólecula será trigonal plana. Fica assim:

Note que todos os ligantes são iguais e vetores dipolo se anulam, ou seja, a molécula é apolar.

Resposta

No texto

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