O átomo de Cl na molécula de ClF3 é cercado por 5 pares de elétrons arranjados em uma bipirâmide trigonal. 3 desses são pares de ligações e os dois restantes são pares solitários. Se a molécula tem um momento de dipolo não-nulo, qual é a sua estrutura?
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada nesse exercício! A questão fala sobre a molécula de ClF₃, onde o átomo de cloro (Cl) está rodeado por 5 pares de elétrons dispostos numa bipirâmide trigonal. Desses cinco, três são pares de ligações com os átomos de flúor (F) e dois são pares solitários (não ligados). Além disso, a molécula tem um momento de dipolo não nulo, ou seja, há polaridade. Para resolver isso, vamos usar a teoria VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) que nos ajuda a determinar a geometria das moléculas com base na repulsão entre pares de elétrons.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender a teoria VSEPR. Ela afirma que os pares de elétrons ao redor de um átomo central se organizam de forma a minimizar a repulsão entre eles. No caso do ClF₃, temos 5 pares de elétrons: 3 pares ligantes e 2 pares solitários.
Passo 3
Com 5 pares de elétrons, a geometria eletrônica seria uma bipirâmide trigonal. Nessa geometria, temos três posições no plano equatorial e duas posições nos axiais (superior e inferior).
Passo 4
Agora, vamos distribuir os pares de elétrons. Geralmente, os pares solitários ocupam mais espaço do que os pares ligantes porque não estão compartilhando elétrons. Assim, eles preferem ficar nas posições equatoriais para reduzir a repulsão.
Passo 5
Distribuindo os pares solitários nas posições equatoriais, temos:
- 2 pares solitários nas posições equatoriais.
- 3 pares ligantes (com os átomos de flúor) nas posições axiais e uma equatorial.
Passo 6
Com essa distribuição, a forma resultante da molécula não é simétrica, o que explica o momento de dipolo não nulo. A estrutura final é conhecida como forma T ou estrutural em “T”, onde os três átomos de flúor estão dispostos de forma que dois ficam nos vértices laterais e um no topo, formando um “T” com o átomo de cloro no centro.
Resposta
A estrutura da molécula de ClF₃ é do tipo T, resultando em uma geometria T-shape com dois pares solitários posicionados nas posições equatoriais da bipirâmide trigonal.