Indique quais orbitais atômicos estão envolvidos nas ligações presentes nas moléculas de H2 O e NH3. Qual é a geometria dessas moléculas?

Passo 1

Beleza! A gente tem um exercício de Química e precisa descobrir quais orbitais atômicos estão participando das ligações nas moléculas de H2O (água) e NH3 (amônia). Além disso, queremos saber qual é a geometria dessas moléculas. Vamos precisar entender um pouco sobre orbitais atômicos e a teoria da geometria molecular para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre orbitais atômicos. Os orbitais são regiões ao redor do núcleo de um átomo onde os elétrons estão mais prováveis de serem encontrados. Nos elementos principais, temos os orbitais s, p, d e f, mas para nossa questão, só precisamos dos s e p.

Passo 3

Agora, vamos ver como esses orbitais se combinam para formar ligações químicas. Quando átomos se ligam, seus orbitais se sobrepõem formando orbitais híbridos. Esses híbridos são combinações dos orbitais originais para explicar a forma das moléculas.

Passo 4

Vamos começar com a água ( H2O). O átomo de oxigênio tem a configuração eletrônica com orbitais 2s e 2p. Para formar ligações com os dois hidrogênios, o oxigênio usa seus orbitais 2s e 2p para criar dois orbitais híbridos chamados sp³. Então, nas ligações O- H, usamos esses orbitais sp³.

Passo 5

Agora, para a amônia ( NH3). O nitrogênio também tem orbitais 2s e 2p. Ele usa esses orbitais para formar três ligações com os três hidrogênios, criando três orbitais híbridos sp³. Dessa forma, as ligações N- H também são formadas por orbitais sp³.

Passo 6

Com os orbitais híbridos definidos, vamos falar sobre a geometria das moléculas. A geometria depende de como os pares de elétrons estão distribuídos ao redor do átomo central.

Passo 7

Na água ( H2O), o oxigênio tem dois pares de elétrons ligados aos hidrogênios e dois pares de elétrons isolados. Isso resulta em uma geometria tetraédrica com uma forma angular devido aos pares isolados, o que dá à molécula de água uma geometria de “dobradiça”.

Passo 8

Já na amônia ( NH3), o nitrogênio tem três pares de elétrons ligados aos hidrogênios e um par isolado. Isso também resulta em uma geometria tetraédrica, mas com uma forma piramidal porque há um par isolado, fazendo a molécula de amônia ter uma geometria piramidal trigonal.

Resposta

Nas moléculas de H2O e NH3, as ligações são formadas por orbitais híbridos sp^3. A molécula de água ( H2O) tem uma geometria angular (dobradiça), enquanto a amônia ( NH3) apresenta uma geometria piramidal trigonal.

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