Determine a geometria eletrônica, a geometria molecular e os ângulos de ligação idealizados para cada molécula. Em quais casos você espera desvios do ângulo de ligação idealizado? a.
Passo 1
Vamos resolver um exercício sobre a geometria eletrônica e molecular de moléculas, além de entender os ângulos de ligação idealizados e quando eles podem variar. Para isso, vamos usar o modelo VSEPR (Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência), que nos ajuda a prever a forma das moléculas com base no número de pares de elétrons ao redor do átomo central.
Passo 2
Primeiro, identificamos o átomo central na molécula
. O fósforo § é o átomo central, e ele está ligado a três átomos de flúor (F).
Passo 3
Contamos o número total de pares de elétrons ao redor do átomo central. O fósforo tem 5 elétrons de valência. Cada ligação P-F utiliza 2 elétrons, totalizando 6 elétrons ou 3 pares de ligação. Além disso, há um par de elétrons não ligantes (lone pair) no fósforo. Então, temos:
- 3 pares de ligação
- 1 par não ligante
Totalizando 4 pares de elétrons.
Passo 4
Com base no modelo VSEPR, 4 pares de elétrons ao redor do átomo central indicam uma geometria eletrônica tetraédrica. Isso significa que os pares de elétrons estão distribuídos de forma a minimizar a repulsão entre eles, posicionando-se nos vértices de um tetraedro.
Passo 5
Agora, determinamos a geometria molecular, que considera apenas a disposição dos átomos ligados, ignorando os pares não ligantes. Com 3 pares de ligação e 1 par não ligante, a geometria molecular é trigonal piramidal.
Passo 6
Os ângulos de ligação idealizados para uma geometria eletrônica tetraédrica são de aproximadamente
. No entanto, a presença de um par de elétrons não ligantes exerce uma repulsão maior do que os pares de ligação, o que pode reduzir ligeiramente esses ângulos.
Passo 7
Esperamos desvios dos ângulos de ligação idealizados quando houver pares de elétrons não ligantes na molécula. Esses pares ocupam mais espaço e aumentam a repulsão, fazendo com que os ângulos entre os pares de ligação diminuam em relação ao valor ideal.
Resposta
Para a molécula
, a geometria eletrônica é tetraédrica, a geometria molecular é trigonal piramidal, e os ângulos de ligação idealizados são aproximadamente
. Desvios desses ângulos são esperados devido à presença de um par de elétrons não ligantes que reduz o ângulo entre os pares de ligação.