Utilizando estruturas de Lewis e o modelo VSEPR, faça previsões acerca da geometria molecular das seguintes espécies: (a) HOCl ; (b) N2 O; © H2 S; (d) CS2; (e) NH3; (f) NH4 ^+; (g) H3 O^+.

Passo 1

Beleza! Vamos resolver esse exercício juntos. Você precisa usar estruturas de Lewis e o modelo VSEPR para prever a geometria molecular de várias espécies químicas. A matéria que vamos utilizar envolve entender como os átomos se ligam e arranjam no espaço. Para isso, vamos precisar desenhar as estruturas de Lewis de cada molécula e aplicar o modelo VSEPR para determinar a geometria molecular.

Passo 2

Vamos começar entendendo o que são estruturas de Lewis e o modelo VSEPR. As estruturas de Lewis mostram como os elétrons de valência estão distribuídos entre os átomos em uma molécula. Isso nos ajuda a visualizar as ligações químicas e os pares de elétrons livres. Já o modelo VSEPR (Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência) nos ajuda a prever a forma tridimensional das moléculas com base na repulsão entre os pares de elétrons.

Passo 3

Vamos resolver cada espécie uma por uma, começando pela (a) HOCl.

(a) HOCl

  1. Estrutura de Lewis:
    • H tem 1 elétron de valência.
    • O tem 6 elétrons de valência.
    • Cl tem 7 elétrons de valência.
    Distribuindo os elétrons, formamos ligações H-O-Cl. O oxigênio terá pares de elétrons livres.
  2. Aplicando o VSEPR:
    • O oxigênio está ligado a dois átomos (H e Cl) e tem dois pares de elétrons livres, totalizando quatro regiões de elétrons.
    • Segundo o VSEPR, isso corresponde à geometria angular.

(b) N2O

  1. Estrutura de Lewis:
    • N tem 5 elétrons de valência.
    • O tem 6 elétrons de valência.
    A molécula tem uma estrutura linear com uma ligação tripla entre os nitrogênio e uma ligação dupla com o oxigênio.
  2. Aplicando o VSEPR:
    • Átomo central (N) está ligado a dois átomos e não possui pares de elétrons livres.
    • Geometria linear.

© H2S

  1. Estrutura de Lewis:
    • H tem 1 elétron de valência.
    • S tem 6 elétrons de valência.
    S está ligado a dois H e possui dois pares de elétrons livres.
  2. Aplicando o VSEPR:
    • Quatro regiões de elétrons (2 ligações, 2 pares livres).
    • Geometria angular.

(d) CS2

  1. Estrutura de Lewis:
    • C tem 4 elétrons de valência.
    • S tem 6 elétrons de valência.
    Carbono central ligado a dois enxofres, cada ligação é dupla.
  2. Aplicando o VSEPR:
    • Átomo central © está ligado a dois átomos e não possui pares de elétrons livres.
    • Geometria linear.

(e) NH3

  1. Estrutura de Lewis:
    • N tem 5 elétrons de valência.
    • H tem 1 elétron de valência.
    Nitrogênio central ligado a três hidrogênios e possui um par de elétrons livres.
  2. Aplicando o VSEPR:
    • Quatro regiões de elétrons (3 ligações, 1 par livre).
    • Geometria piramidal trigonal.

(f) NH4^+

  1. Estrutura de Lewis:
    • N tem 5 elétrons de valência.
    • H tem 1 elétron de valência.
    • O íon tem uma carga positiva, então perdemos um elétron.
    Nitrogênio central ligado a quatro hidrogênios, sem pares de elétrons livres.
  2. Aplicando o VSEPR:
    • Quatro regiões de elétrons (4 ligações, 0 pares livres).
    • Geometria tetraédrica.

(g) H3O^+

  1. Estrutura de Lewis:
    • O tem 6 elétrons de valência.
    • H tem 1 elétron de valência.
    • O íon tem uma carga positiva, então perdemos um elétron.
    Oxigênio central ligado a três hidrogênios e possui um par de elétrons livres.
  2. Aplicando o VSEPR:
    • Quatro regiões de elétrons (3 ligações, 1 par livre).
    • Geometria piramidal trigonal.

Resposta

As geometrias moleculares previstas são:
a) HOCl – Geometria angular
b) N2O – Geometria linear
c) H2S – Geometria angular
d) CS2 – Geometria linear
e) NH3 – Geometria piramidal trigonal
f) NH4^+ – Geometria tetraédrica
g) H3O^+ – Geometria piramidal trigonal

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