Com base nos modelos de Lewis, da repulsão de pares de elétrons da camada de valência e no conceito de polaridade, classifique as seguintes moléculas em polares ou apolares. Justifique sua resposta representando a hibridização do átomo central, sua geometria eletrônica e molecular de cada composto.
a) CH4
b) S n C l6
c) H3 O^+
d) CO2
e) C H3 Cl

Passo 1

Vamos resolver esse exercício que pede para classificar algumas moléculas como polares ou apolares. Para isso, vamos usar os modelos de Lewis para entender a estrutura dos átomos na molécula, a teoria da repulsão de pares de elétrons da camada de valência (VSEPR) para determinar a geometria eletrônica e molecular, e o conceito de polaridade para decidir se a molécula é polar ou apolar. Precisamos identificar a hibridização do átomo central, a geometria eletrônica e a geometria molecular de cada composto para justificar nossa classificação.

Passo 2

Vamos começar analisando cada molécula uma por uma.
a) CH4 (Metano)
  1. Estrutura de Lewis: O carbono está ligado a quatro hidrogênios, formando quatro ligações simples.
  2. Hibridização: O carbono possui quatro órbitas híbridas sp^3.
  3. Geometria Eletrônica: Tetraédrica, já que há quatro pares de elétrons ao redor do carbono.
  4. Geometria Molecular: Também tetraédrica.
  5. Polaridade: As ligações C-H são ligeiramente apolares, e a geometria tetraédrica simétrica faz com que as polaridades se cancelem. Portanto, a molécula é apolar.
b) SnCl6 (Hexacloreto de Estanho)
  1. Estrutura de Lewis: O estanho (Sn) está no centro com seis grupos de cloro ao seu redor.
  2. Hibridização: O estanho está hibridizado como sp^3d^2.
  3. Geometria Eletrônica: Octaédrica, com seis pares de elétrons.
  4. Geometria Molecular: Octaédrica.
  5. Polaridade: As ligações Sn-Cl são polares, mas a geometria simétrica faz com que as polaridades se cancelem. Portanto, a molécula é apolar.
c) H3O^+ (Íon Hidroxônio)
  1. Estrutura de Lewis: O oxigênio está no centro com três hidrogênios e uma carga positiva.
  2. Hibridização: O oxigênio está hibridizado como sp^3.
  3. Geometria Eletrônica: Tetraédrica com um par de elétrons formalmente ausente.
  4. Geometria Molecular: Trigonal piramidal.
  5. Polaridade: A molécula tem uma distribuição assimétrica de carga devido à carga positiva, tornando-a polar.
d) CO2 (Dióxido de Carbono)
  1. Estrutura de Lewis: O carbono está ligado a dois oxigênios por ligações duplas.
  2. Hibridização: O carbono está hibridizado como sp.
  3. Geometria Eletrônica: Linear, com dois pares de elétrons.
  4. Geometria Molecular: Linear.
  5. Polaridade: As ligações C=O são polares, mas a geometria linear simétrica faz com que as polaridades se cancelem. Portanto, a molécula é apolar.
e) CH3Cl (Cloreto de Metila)
  1. Estrutura de Lewis: O carbono está ligado a três hidrogênios e a um cloro.
  2. Hibridização: O carbono está hibridizado como sp^3.
  3. Geometria Eletrônica: Tetraédrica, com quatro pares de elétrons.
  4. Geometria Molecular: Tetraédrica.
  5. Polaridade: A ligação C-Cl é polar e, devido à geometria assimétrica, essa polaridade não se cancela. Portanto, a molécula é polar.

Resposta

a) CH4 - Apolar
b) SnCl6 - Apolar
c) H3O^+ - Polar
d) CO2 - Apolar
e) CH3Cl - Polar

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