Analise a molécula de tetrafluoreto de xenônio
. Determine a hibridização do átomo de xenônio e explique como isso permite que ele forme quatro ligações com átomos de flúor, incluindo os pares de elétrons não ligantes. Descreva a geometria da molécula e calcule as cargas formais para cada átomo. Justifique a geometria final com base nos pares de elétrons ao redor do átomo central.
Passo 1
Beleza, vamos analisar a molécula de tetrafluoreto de xenônio,
. O que precisamos descobrir aqui é a hibridização do átomo de xenônio, entender como ele consegue formar quatro ligações com os átomos de flúor mesmo tendo pares de elétrons não ligantes. Além disso, vamos descrever qual é a geometria da molécula, calcular as cargas formais de cada átomo e justificar a geometria com base nos pares de elétrons ao redor do xenônio.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar o número total de pares de elétrons ao redor do átomo central, que aqui é o xenônio (Xe). O xenônio está ligado a quatro átomos de flúor e tem dois pares de elétrons não ligantes. Isso nos dá um total de seis pares de elétrons (4 de ligações + 2 não ligantes).
Passo 3
Agora, vamos determinar a hibridização do xenônio. Quando temos seis pares de elétrons ao redor do átomo central, a hibridização é $ \mathrm{sp}{3}\mathrm{d}{2} $. Isso significa que o xenônio utiliza seis orbitais híbridos para acomodar os pares de elétrons, permitindo que ele forme quatro ligações com os átomos de flúor e mantenha os dois pares não ligantes.
Passo 4
Com a hibridização definida, vamos descrever a geometria da molécula. Para seis pares de elétrons, a geometria eletrônica é octaédrica. No caso do
, como dois desses pares são não ligantes, a geometria molecular resultante é quadrado planar. Isso ocorre porque os pares não ligantes ocupam posições opostas no octaedro, minimizando a repulsão entre eles.
Passo 5
Vamos calcular as cargas formais de cada átomo. A fórmula para a carga formal é:
Para o xenônio:
- Elétrons de valência: 8
- Elétrons não ligantes: 4
- Elétrons compartilhados: 8 (4 ligações simples)
Para cada flúor:
- Elétrons de valência: 7
- Elétrons não ligantes: 6
- Elétrons compartilhados: 2 (em uma ligação simples)
Assim, todas as cargas formais são zero, indicando uma molécula estável.
Passo 6
Finalmente, vamos justificar a geometria quadrado planar com base nos pares de elétrons. No
, os dois pares não ligantes ocupam posições opostas no octaedro eletrónico, reduzindo a repulsão entre eles. Isso permite que os quatro átomos de flúor se posicionem nos quatro cantos de um plano, resultando na geometria quadrado planar. Essa disposição minimiza a repulsão entre todos os pares de elétrons, tornando a molécula estável.
Resposta
O átomo de xenônio em
está hibridizado em $ \mathrm{sp}{3}\mathrm{d}{2} $, permitindo a formação de quatro ligações com os átomos de flúor e acomoda dois pares de elétrons não ligantes. A molécula possui geometria quadrado planar e todas as cargas formais são zero, o que valida a disposição dos pares de elétrons que minimiza as repulsões, resultando em uma estrutura estável.