(20 pontos) Apresente para molécula
a estrutura de Lewis, fórmula estrutural (geometria), e seus orbitais nos estados: fundamental, promovido e hibridizado.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre a molécula
. A gente vai precisar entender como desenhar a estrutura de Lewis, identificar a geometria molecular e falar sobre os orbitais da molécula nos estados fundamental, promovido e hibridizado. Pra isso, vamos usar conceitos de química como estruturas de Lewis, teoria VSEPR para geometria molecular e hibridização de orbitais.
Passo 2
Primeiro, vamos desenhar a estrutura de Lewis para
. A estrutura de Lewis mostra como os átomos estão conectados e como os elétrons estão distribuídos. O boro (B) é o átomo central e cada flúor (F) está ligado a ele. O boro tem 3 elétrons de valência e cada flúor tem 7. Totalizando, temos 3 (B) + 3×7 (F) = 24 elétrons de valência para distribuir.
Passo 3
Distribuímos os elétrons: conectamos o B aos três F com ligações simples, consumindo 6 elétrons (3 ligações × 2 elétrons). Cada F precisa de um octeto, então adicionamos 6 elétrons ao redor de cada F como pares isolados. No final, o boro fica sem completar o octeto, mas em
isso é normal porque o boro pode ficar com apenas 6 elétrons de valência.
Passo 4
Agora, vamos determinar a geometria molecular usando a teoria VSEPR. O boro está ligado a três átomos e não tem pares de elétrons livres. Segundo a teoria, a disposição mais estável é trigonal plana, onde os ângulos entre as ligações são de 120 graus.
Passo 5
Vamos falar sobre os orbitais nos diferentes estados:
-
Estado Fundamental: Os elétrons estão nos orbitais mais baixos de energia. O boro usa seus orbitais p puros para formar ligações com os flúor.
-
Estado Promovido: Se o boro recebe energia, um elétron pode ser promovido para um orbital de energia maior, criando orbitais vazios que podem formar ligações d, mas em
isso não é comum. -
Estado Hibridizado: Na molécula
, o boro usa hibridização . Isso significa que um orbital s e dois p se combinam para formar três orbitais híbridos iguais, permitindo a formação de ligações trigonal plana.
Resposta
Então, para a molécula
, temos:
- Estrutura de Lewis: Boro central ligado a três flúor com ligações simples e pares isolados nos flúor.
- Fórmula Estrutural (Geometria): Trigonal plana com ângulos de 120°.
- Orbitais:
- Estado Fundamental: Orbitais p puros do boro formando ligações.
- Estado Promovido: Excitação eletrônica não típica em
. - Estado Hibridizado: Hibridização
no boro, formando três orbitais híbridos equivalentes.