Uma molécula possui quatro pares de elétrons em torno do átomo central.
a) Como a molécula pode ter uma estrutura piramidal? Explique.
b) Como a molécula pode ter uma estrutura angular? Explique.
c) Quais ângulos de ligação são previstos em cada caso?

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada nesse exercício. A gente tá falando de uma molécula que tem quatro pares de elétrons em volta do átomo central. Isso faz parte da química, mais especificamente da teoria VSEPR, que ajuda a determinar a forma das moléculas. Vamos precisar entender como os pares de elétrons influenciam na geometria da molécula para responder às perguntas.

Passo 2

Primeiro, vamos ver como a molécula pode ter uma estrutura piramidal. Segundo a teoria VSEPR, quando temos quatro pares de elétrons ao redor do átomo central, esses pares podem ser de ligação (compartilhando elétrons com outros átomos) ou pares não ligantes (elétrons que ficam só no átomo central). Se três desses pares forem de ligação e um for não ligante, a repulsão desses pares faz com que a molécula adote uma forma trigonal piramidal. Nesse formato, o átomo central fica no topo de uma pirâmide com três átomos ligados na base.

Passo 3

Agora, vamos ver como a molécula pode ter uma estrutura angular. Continuando com a teoria VSEPR, se tivermos quatro pares de elétrons, mas dois forem de ligação e dois forem não ligantes, a repulsão entre esses pares faz com que a molécula adote uma forma angular ou em “V”. Nesse caso, os dois pares não ligantes ocupam espaço e empurram os pares de ligação, fazendo com que os ângulos entre eles sejam menores do que na estrutura trigonal piramidal.

Passo 4

Por fim, vamos falar sobre os ângulos de ligação previstos em cada caso. Na estrutura trigonal piramidal, os ângulos entre os pares de ligação são um pouco menores que os 109,5 graus da geometria tetraédrica, geralmente girando em torno de 107 graus. Já na estrutura angular, os ângulos são ainda menores devido à maior repulsão dos pares não ligantes, ficando por volta de 104,5 graus.

Resposta

Então, resumindo:
a) A molécula tem uma estrutura piramidal quando há três pares de ligação e um par não ligante, formando uma trigonal piramidal.
b) Ela tem uma estrutura angular quando há dois pares de ligação e dois pares não ligantes, formando uma forma em “V”.
c) Os ângulos de ligação são aproximadamente 107° na estrutura piramidal e 104,5° na estrutura angular.

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