Os gases nobres têm sua distribuição da camada de valência completa. Dificilmente se combinam com outros elementos, não sendo utilizados pelo organismo dos seres vivos. Sobre os gases nobres, responda o que se pede:
O Xenônio,
, forma várias moléculas conhecidas, especialmente com os halogênios. Para a molécula
apresente a estrutura de Lewis, arranjo, geometria, hibridização e polaridade.
O Xenônio,
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre o Xenônio Tetrafluoreto,
. O enunciado nos pede para apresentar a estrutura de Lewis, o arranjo eletrônico, a geometria molecular, a hibridização e a polaridade dessa molécula. Para fazer isso, vamos precisar entender alguns conceitos de química, como estruturas de Lewis, teoria VSEPR, hibridização de orbitais e polaridade molecular.
Passo 2
Primeiro, vamos desenhar a estrutura de Lewis da
. A estrutura de Lewis mostra como os átomos estão ligados e os pares de elétrons ao redor deles.
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Contar os elétrons de valência:
- Xenônio (Xe) está no grupo 18 da tabela periódica, então tem 8 elétrons de valência.
- Flúor (F) também está no grupo 17, então cada átomo de F tem 7 elétrons de valência.
- Como temos 4 átomos de F, totalizamos
elétrons de valência dos flúor. - No total,
tem elétrons de valência.
-
Distribuir os elétrons:
- Colocamos o Xe no centro e ligamos os 4 Flúor a ele com ligações simples.
- Cada ligação simples usa 2 elétrons, então usamos
elétrons nas ligações. - Restam
elétrons para distribuir como pares de elétrons ao redor dos átomos de F e Xe. - Cada F completa seu octeto com 6 elétrons não compartidos (3 pares).
- Isso consome
elétrons. - Restam
elétrons, que são colocados como pares de elétrons livres ao redor do Xe.
Então, a estrutura de Lewis tem o Xe no centro com 4 ligações com F e 2 pares de elétrons livres.
Passo 3
Agora, vamos determinar o arranjo eletrônico usando a teoria VSEPR (Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência).
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Contar os pares de elétrons ao redor do Xe:
- Temos 4 ligações com F e 2 pares de elétrons livres, totalizando 6 pares.
-
Aplicar a teoria VSEPR:
- Com 6 pares, a geometria básica seria octaédrica.
- Porém, dois desses pares são livres, então a geometria molecular ajusta-se para esquimal octaédrica, onde os pares livres ocupam posições opostas para minimizar a repulsão.
Passo 4
Vamos agora definir a geometria molecular da
.
Com base no arranjo octaédrico e dois pares de elétrons livres, a geometria molecular resulta em uma estrutura retangular plana ou esquimal octaédrica. Isso significa que os quatro átomos de F estão em um plano formando um retângulo, e os dois pares de elétrons livres estão acima e abaixo desse plano.
Passo 5
Em seguida, determinamos a hibridização do xenônio na
.
-
Contar os orbitais híbridos necessários:
- O Xe está rodeado por 6 pares de elétrons (4 ligações + 2 pares livres).
-
Determinar a hibridização:
- Para acomodar 6 pares de elétrons, precisamos de 6 orbitais híbridos.
- Isso corresponde à hibridização
.
Passo 6
Por último, vamos analisar a polaridade da molécula
.
-
Considerar a geometria e a distribuição de elétrons:
- A molécula é retangular plana com dois pares de elétrons livres que estão opostos.
-
Determinar a polaridade:
- Embora as ligações Xe-F sejam polares devido à diferença de eletronegatividade entre Xe e F, a simetria da molécula faz com que as polaridades das ligações se anulem.
Então, a
é uma molécula não polar.
Resposta
A molécula
possui uma estrutura de Lewis com o xenônio central ligado a quatro átomos de flúor e dois pares de elétrons livres. O arranjo eletrônico é octaédrico, resultando em uma geometria molecular retangular plana (esquimal octaédrica). A hibridização do xenônio é
e, devido à simetria da molécula,
é uma molécula não polar.