Usando a teoria VESPR, preveja as formas de cada uma das seguintes moléculas. Qual, de cada par, deve ter o ponto de ebulição mais alto:
ou
?
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a pergunta está pedindo. A gente precisa usar a teoria VSEPR para prever a forma das moléculas
e
. Além disso, temos que descobrir qual dessas duas moléculas tem um ponto de ebulição mais alto. Para resolver isso, vamos precisar entender como a geometria molecular influencia nas propriedades físicas como o ponto de ebulição.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é a teoria VSEPR. VSEPR significa “Valence Shell Electron Pair Repulsion”, ou em português, Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência. Essa teoria nos ajuda a prever a forma das moléculas baseando-se na repulsão entre pares de elétrons ao redor do átomo central. A ideia é que os pares de elétrons se posicionam de forma a minimizar a repulsão entre eles, resultando em determinadas geometrias moleculares.
Passo 3
Vamos começar analisando a molécula
. O átomo central é o arsênio (As), que tem 5 elétrons de valência. Cada flúor (F) traz 7 elétrons de valência, mas como eles estão ligados ao arsenico, cada ligação F-As compartilha um par de elétrons. Então, teremos 3 pares de ligações e 1 par de elétrons isolados no As.
Passo 4
Com 4 pares de elétrons ao redor do átomo central (3 ligações e 1 par isolado), a geometria eletrônica é tetraédrica. Porém, como temos um par isolado, a geometria molecular sofre uma deformação. A forma final de
é trigonal pyramidal.
Passo 5
Agora, vamos analisar a molécula
. Novamente, o átomo central é o arsênio (As) com 5 elétrons de valência. Cada flúor contribui com 1 elétron para as ligações F-As, então teremos 5 pares de ligações e nenhum par isolado no arsênio.
Passo 6
Com 5 pares de elétrons ao redor do átomo central e nenhum par isolado, a geometria eletrônica e molecular de
é trigonal bipiramidal.
Passo 7
Agora que sabemos as formas das moléculas, vamos pensar no ponto de ebulição. Em geral, moléculas com estruturas mais simétricas e maior número de ligações tendem a ter pontos de ebulição mais altos devido a forças intermoleculares mais fortes, como as forças de dispersão de London e dipolo-dipolo.
Passo 8
Comparando
(trigonal pyramidal) e
(trigonal bipiramidal),
tem mais ligações e uma estrutura mais simétrica. Isso significa que as forças intermoleculares em
são mais fortes do que em
, resultando em um ponto de ebulição mais alto.
Resposta
A molécula
tem uma forma trigonal piramidal, e
possui uma forma trigonal bipiramidal. Entre as duas,
apresenta um ponto de ebulição mais alto.