Dê a estrutura de Lewis, o arranjo dos pares de eletrônicos e geometria molecular das moléculas abaixo.
Molécula | Estrutura de Lewis | Arranjo eletrônico | Geometria molecular | Tipo de ligações <br> química |
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a)
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b)
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c)
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d)
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e)
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f)
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Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para a gente desenhar a estrutura de Lewis, identificar o arranjo dos pares de elétrons, determinar a geometria molecular e o tipo de ligações químicas de várias moléculas. Para isso, vamos precisar entender alguns conceitos básicos de química como estrutura de Lewis, teoria VSEPR para a geometria molecular e tipos de ligações químicas (simples, duplas, iônicas, etc.).
Passo 2
Vamos começar com a molécula (a)
. Primeiro, precisamos desenhar a estrutura de Lewis. Isso envolve contar o número total de elétrons de valência disponíveis.
Nitrogênio (N) tem 5 elétrons de valência, oxigênio (O) tem 6 cada e hidrogênio (H) tem 1. Então, total:
elétrons.
Passo 3
Agora, distribuímos esses elétrons para formar ligações e pares livres. O hidrogênio sempre forma uma ligação simples. O nitrogênio será o átomo central ligado aos três oxigênios. Para satisfazer a regra do octeto, um dos oxigênios terá uma ligação dupla com o nitrogênio, e os outros dois terão ligações simples, cada um com pares de elétrons livre.
Passo 4
Com a estrutura de Lewis pronta, identificamos o arranjo eletrônico ao redor do átomo central (nitrogênio). Temos três regiões de eletrônicos (três ligações) e um par de elétrons livre, totalizando quatro regiões.
Passo 5
Utilizando a teoria VSEPR, quatro regiões eletrônicas ao redor do nitrogênio resultam em uma geometria tetraédrica. Porém, com um par livre, a geometria molecular fica como trigonal piramidal.
Passo 6
Finalmente, o tipo de ligação química na
envolve ligações covalentes entre os átomos, onde os elétrons são compartilhados.
Passo 7
Agora, vamos para a molécula (b)
. Primeiro, contamos os elétrons de valência: estanho (Sn) tem 4, cada cloro (Cl) tem 7, e temos uma carga positiva que tira um elétron. Total:
elétrons.
Passo 8
Distribuímos os elétrons: o estanho central é ligado aos cinco cloros através de ligações simples. O estanho pode expandir seu octeto, acomodando mais elétrons.
Passo 9
O arranjo eletrônico ao redor do estanho com cinco ligações é trigonal bipiramidal.
Passo 10
A geometria molecular é, portanto, bipiramidal trigonal.
Passo 11
As ligações entre Sn e Cl são covalentes, já que compartilham elétrons.
Passo 12
Vamos para a molécula ©
. Contamos os elétrons de valência: nitrogênio tem 5, hidrogênio tem 1 cada, e a carga positiva tira um elétron. Total:
elétrons.
Passo 13
Distribuímos os elétrons: nitrogênio central formando quatro ligações simples com os quatro hidrogênios, sem pares de elétrons livres.
Passo 14
O arranjo eletrônico ao redor do nitrogênio é de quatro regiões eletrônicas.
Passo 15
Pela teoria VSEPR, quatro regiões eletrônicas resultam em uma geometria tetraédrica.
Passo 16
As ligações N-H são covalentes, compartilhando elétrons entre nitrogênio e hidrogênio.
Passo 17
Agora, a molécula (d)
. Contamos os elétrons de valência: enxofre tem 6 cada, e a carga negativa adiciona um elétron. Total:
elétrons, que ajustamos para pares: 18 elétrons (9 pares).
Passo 18
Desenhamos a estrutura: três enxofres ligados em sequência, com ligações simples e pares de elétrons livres.
Passo 19
O arranjo eletrônico ao redor dos enxofres envolve três regiões eletrônicas (duas ligações e um par livre), resultando em geometria angular ou dobrada.
Passo 20
A geometria molecular é angular devido ao par livre.
Passo 21
As ligações entre enxofres são covalentes.
Passo 22
Vamos para a molécula (e)
. Contamos os elétrons de valência: estanho tem 4, cada flúor tem 7. Total:
elétrons.
Passo 23
Desenhamos a estrutura: estanho central ligado a seis flúor por ligações simples, possibilitando a expansão do octeto do estanho.
Passo 24
O arranjo eletrônico ao redor do estanho com seis regiões eletrônicas é octaédrico.
Passo 25
A geometria molecular é octaédrica.
Passo 26
As ligações entre Sn e F são covalentes.
Passo 27
Finalmente, a molécula (f)
. Contamos os elétrons de valência: cálcio tem 2 e cada flúor tem 7. Total:
elétrons.
Passo 28
Como o cálcio é um metal e o flúor é um não-metal, formamos ligações iônicas: cálcio perde seus dois elétrons para formar
e cada flúor ganha um elétron para formar
.
Passo 29
O arranjo eletrônico envolve íons de cálcio e íons de flúor em uma rede cristalina.
Passo 30
A geometria molecular não se aplica diretamente a compostos iônicos, pois eles formam estruturas de rede.
Passo 31
As ligações em
são iônicas, resultantes da transferência de elétrons do cálcio para o flúor.
Resposta
Para a molécula (f)
:
- Estrutura de Lewis: Cálcio formando íons
e dois íons . - Arranjo eletrônico: Rede cristalina de íons.
- Geometria molecular: Estrutura de rede (não aplicável VSEPR).
- Tipo de ligações químicas: Iônicas.