Como os pares de elétrons não ligantes afetam os ângulos de ligação nas moléculas de H2 O e NH3. Explique por meio da teoria de hibridização.

Passo 1

Vamos entender o que a questão está pedindo. Precisamos explicar como os pares de elétrons não ligantes influenciam os ângulos de ligação nas moléculas de H2O (água) e NH3 (amônia), utilizando a teoria de hibridização. Para isso, vamos precisar conhecer a estrutura eletrônica dessas moléculas, a teoria de hibridização dos orbitais atômicos e como os pares de elétrons não ligantes afetam a geometria molecular.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre a teoria de hibridização. Essa teoria explica como os orbitais atômicos em um átomo se combinam para formar novos orbitais híbridos que orientam as ligações químicas. Por exemplo, no átomo de oxigênio na água e no nitrogênio na amônia, os orbitais s e p se hibridizam para formar orbitais sp³.

Passo 3

Na molécula de H2O, o átomo de oxigênio tem dois pares de elétrons não ligantes além dos dois pares ligantes que formam as ligações com os hidrogênios. Isso significa que temos quatro pares de elétrons ao redor do oxigênio, que organizam-se em uma geometria tetraédrica.

Passo 4

No caso da NH3, o átomo de nitrogênio também possui três pares de elétrons ligantes e um par de elétrons não ligante. Assim, também temos quatro pares de elétrons ao redor do nitrogênio, com uma geometria geral tetraédrica.

Passo 5

Agora, os pares de elétrons não ligantes ocupam mais espaço do que os pares ligantes. Isso ocorre porque eles não estão compartilhando elétrons com outro átomo, então eles se espalham mais para minimizar a repulsão. Como resultado, os pares ligantes são “empurrados” um pouco mais juntos.

Passo 6

Devido a essa repulsão adicional dos pares não ligantes, os ângulos de ligação nas moléculas são afetados. Na água, o ângulo ideal tetraédrico de 109,5^circ é reduzido para cerca de 104,5^circ. Na amônia, o ângulo é reduzido para aproximadamente 107^circ. Essa diminuição dos ângulos ocorre porque os pares não ligantes empurram os pares ligantes, diminuindo o ângulo entre eles.

Resposta

Os pares de elétrons não ligantes nas moléculas de H2O e NH3, ao ocupar mais espaço, reduzem os ângulos de ligação de aproximadamente 109,5^circ para 104,5^circ na água e para 107^circ na amônia, conforme explicado pela teoria de hibridização.

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