(20 pontos) Apresente para molécula BF3 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 BF3. 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 BF3. 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 BF3 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 BF3 isso não é comum.
  • Estado Hibridizado: Na molécula BF3, o boro usa hibridização sp^2. 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 BF3, 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 BF3.
    • Estado Hibridizado: Hibridização sp^2 no boro, formando três orbitais híbridos equivalentes.

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