O pentafluoreto de antimônio, SbF5, reage com XeF4 e com XeF6 para formar os compostos iônicos (XeF3 ^+)(SbF6 ^-)e (XeF5 ^+)(SbF6 ^-). Determine a geometria e a carga formal para cada um dos íons.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem um exercício de química envolvendo reações entre pentafluoreto de antimônio ( SbF5) e dois compostos de xenônio, XeF4 e XeF6. O objetivo é descobrir a geometria e a carga formal de cada um dos íons formados: (XeF3 ^+), (XeF5 ^+) e (SbF6 ^-). Para resolver isso, vamos usar conceitos de Geometria Molecular e Cálculo de Carga Formal.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é Geometria Molecular. Basicamente, é a forma que uma molécula ou íon assume no espaço, determinando como os átomos estão arranjados. Para descobrir a geometria, usamos a teoria VSEPR (Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência), que nos ajuda a prever a forma com base no número de pares de elétrons ao redor do átomo central.

Passo 3

Agora, vamos ao Cálculo da Carga Formal. A carga formal é uma maneira de distribuir os elétrons em uma molécula ou íon para ver quais átomos têm excesso ou falta de elétrons. A fórmula para calcular a carga formal é:
Carga Formal = (Elétrons de valência no átomo isolado) - (Elétrons não ligantes) - (Elétrons compartilhados)2 éêáéãé
Isso nos ajuda a determinar a estabilidade da estrutura.

Passo 4

Vamos começar com o íon (XeF3 ^+).
  1. Contagem de Elétrons: Xenônio (Xe) tem 8 elétrons de valência. Como o íon tem uma carga positiva, perdemos 1 elétron, totalizando 7 elétrons para o Xe. Cada fluor (F) traz 7 elétrons, mas como são 3 F, temos 21 elétrons dos F. No total: 7 (Xe) + 21 (F) = 28 elétrons.
  2. Distribuição dos Elétrons: Xe está no centro com 3 F ao redor. Além das ligações Xe-F, haverá pares de elétrons não ligantes no Xe.
  3. Geometria: Com 3 ligações e 2 pares livres, temos uma geometria Trigonal Bipiramidal com um par axial vazio, resultando em uma forma Trianogonal Pyramidal.
  4. Cálculo da Carga Formal:
    • Para Xe: Carga Formal = 8 - 2 (pares livres) - 62 = +1
    • Para cada F: Carga Formal = 7 - 6 - 22 = 0

Passo 5

Agora, o íon (XeF5 ^+).
  1. Contagem de Elétrons: Xe tem 8 elétrons de valência. Com a carga positiva, temos 7 elétrons para Xe. Cada F tem 7 elétrons, e com 5 F, temos 35 elétrons dos F. Total: 7 (Xe) + 35 (F) = 42 elétrons.
  2. Distribuição dos Elétrons: Xe está no centro com 5 F ao redor. Restam pares de elétrons no Xe.
  3. Geometria: Com 5 ligações e sem pares livres, a geometria é Trigonal Bipiramidal, mas como temos uma carga positiva, a distribuição pode ser levemente alterada, mas a forma básica permanece trigonal bipiramidal.
  4. Cálculo da Carga Formal:
    • Para Xe: Carga Formal = 8 - 0 (pares livres) - 102 = +1
    • Para cada F: Carga Formal = 7 - 6 - 22 = 0

Passo 6

Por fim, o íon (SbF6 ^-).
  1. Contagem de Elétrons: Antimônio (Sb) tem 5 elétrons de valência. Com a carga negativa, adicionamos 1 elétron, totalizando 6 elétrons para Sb. Cada F com 7 elétrons, e com 6 F, temos 42 elétrons dos F. Total: 6 (Sb) + 42 (F) = 48 elétrons.
  2. Distribuição dos Elétrons: Sb está no centro com 6 F ao redor.
  3. Geometria: Com 6 ligações e sem pares livres, a geometria é Octaédrica.
  4. Cálculo da Carga Formal:
    • Para Sb: Carga Formal = 5 - 0 (pares livres) - 122 = -1
    • Para cada F: Carga Formal = 7 - 6 - 22 = 0

Resposta

  • (XeF3 ^+): Geometria trianogonal piramidal e carga formal de +1 no Xe.
  • (XeF5 ^+): Geometria trigonal bipiramidal e carga formal de +1 no Xe.
  • (SbF6 ^-): Geometria octaédrica e carga formal de -1 no Sb.

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