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, Xe(Z=54), forma várias moléculas conhecidas, especialmente com os halogênios. Para a molécula XeF4 apresente a estrutura de Lewis, arranjo, geometria, hibridização e polaridade.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre o Xenônio Tetrafluoreto, XeF4. 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 XeF4. A estrutura de Lewis mostra como os átomos estão ligados e os pares de elétrons ao redor deles.
  1. 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 4 times 7 = 28 elétrons de valência dos flúor.
    • No total, XeF4 tem 8 + 28 = 36 elétrons de valência.
  2. 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 4 times 2 = 8 elétrons nas ligações.
    • Restam 36 - 8 = 28 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 4 times 6 = 24 elétrons.
    • Restam 28 - 24 = 4 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).
  1. Contar os pares de elétrons ao redor do Xe:
    • Temos 4 ligações com F e 2 pares de elétrons livres, totalizando 6 pares.
  2. 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 XeF4.
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 XeF4.
  1. Contar os orbitais híbridos necessários:
    • O Xe está rodeado por 6 pares de elétrons (4 ligações + 2 pares livres).
  2. Determinar a hibridização:
    • Para acomodar 6 pares de elétrons, precisamos de 6 orbitais híbridos.
    • Isso corresponde à hibridização sp^3d^2.

Passo 6

Por último, vamos analisar a polaridade da molécula XeF4.
  1. Considerar a geometria e a distribuição de elétrons:
    • A molécula é retangular plana com dois pares de elétrons livres que estão opostos.
  2. 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 XeF4 é uma molécula não polar.

Resposta

A molécula XeF4 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 sp^3d^2 e, devido à simetria da molécula, XeF4 é uma molécula não polar.

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