Utilize a Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (PRENV) para analisar a geometria molecular e o número de elétrons de domínio em torno de um átomo central em moléculas com ligações duplas e triplas. Responda às questões a seguir:
a) Considere a molécula de CO2. Quantos pares de elétrons de domínio estão presentes ao redor do átomo central de carbono? Como a presença de ligações duplas afeta a determinação da geometria molecular dessa molécula?
b) Agora, considere a molécula de C2 H2 (acetileno), onde há uma ligação tripla entre os átomos de carbono. Quantos pares de elétrons de domínio estão presentes ao redor de um dos átomos de carbono? Como a presença de uma ligação tripla influencia a geometria molecular da molécula?
c) Com base na PRENV, explique por que as ligações duplas e triplas são tratadas como um único domínio de elétrons ao determinar a geometria molecular, e descreva como isso se reflete na forma das moléculas CO2 e C2 H2.

Passo 1

Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Estamos usando a Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (PRENV) para entender a geometria molecular e contar os pares de elétrons de domínio ao redor do átomo central em moléculas com ligações duplas e triplas. Para resolver isso, vamos precisar saber como identificar os pares de elétrons de domínio e como as ligações múltiplas influenciam a forma da molécula.

Passo 2

Parte a) Vamos analisar a molécula de CO2. Primeiro, identificamos o átomo central, que é o carbono. Agora, contamos os pares de elétrons de domínio ao redor do carbono. O carbono faz duas ligações duplas com os dois átomos de oxigênio. Cada ligação dupla conta como um único domínio de elétron. Então, temos duas regiões de densidade eletrônica ao redor do carbono.

Passo 3

As ligações duplas são tratadas como um único domínio de elétron na PRENV porque, embora envolvam mais elétrons, elas ocupam a mesma área espacial que uma ligação simples. Isso significa que, para determinar a geometria molecular, consideramos cada ligação dupla como se fosse uma única ligaç��o simples.

Passo 4

Com duas regiões de densidade eletrônica ao redor do carbono, a geometria molecular da CO2 é linear. Isso ocorre porque as duas ligações duplas se afastam ao máximo uma da outra, formando um ângulo de 180 graus.

Passo 5

Parte b) Agora, vamos considerar a molécula de C2H2 (acetileno). Focando em um dos átomos de carbono, identificamos os pares de elétrons de domínio. Cada átomo de carbono está ligado a um átomo de hidrogênio e ao outro átomo de carbono através de uma ligação tripla.

Passo 6

Na PRENV, uma ligação tripla também é considerada como um único domínio de elétron. Portanto, para cada carbono na C2H2, temos duas regiões de densidade eletrônica: uma ligação simples com o hidrogênio e uma ligação tripla com o outro carbono.

Passo 7

Com duas regiões de densidade eletrônica ao redor de cada carbono, a geometria molecular é novamente linear, com um ângulo de 180 graus entre as ligações.

Passo 8

Parte c) Segundo a PRENV, ligações duplas e triplas são tratadas como um único domínio de elétron porque, apesar de envolverem mais elétrons, ocupam a mesma região espacial que uma ligação simples. Isso significa que elas exercem a mesma quantidade de repulsão que um único par de elétrons.

Passo 9

Na molécula de CO2, cada ligação dupla com o oxigênio é considerada um único domínio, resultando em uma geometria linear. Da mesma forma, na C2H2, a ligação tripla entre os carbonos é tratada como um único domínio, mantendo a geometria linear da molécula.

Resposta

c) De acordo com a PRENV, ligações duplas e triplas são consideradas como um único domínio de elétrons porque ocupam uma única região espacial ao redor do átomo central. Isso faz com que tanto a CO2 quanto a C2H2 tenham uma geometria linear, já que cada ligação múltipla é tratada como um único domínio que se afasta o máximo possível em torno do átomo central.

Exercícios relacionados

Explique a formação dos precipitados do item 4.1.6 e a dissolução deles com adição de ácido clorídrico. Apresente as respectivas reações, a expressão da constante de equilibrio simultâneo e calcule o seu valor.
c KS(CaCO3)=8,7 * 10^-9 Ka 1(H2 CO3)=4,47 * 10^-7 Ka 2(H2 CO3)=4,68 * 10^-11
Apresente as equações de equilibrio para o cobre no item 4.1.4. Por que não ocorre dissolução de hidróxido de cobre II com adição de uma base forte e por que ocorre quando a amônia é adicionada ao sistema?
c KS(Cu(OH)2)=2,0 * 10^-19 KfCu(NH3)4^+2=2,0 * 10^14
Sobre o modelo PRENV:
a) Dê a sua definição e explique sua importância na previsão da geometria molecular.
b) Como o número de pares de elétrons não ligantes afeta a geometria molecular segundo o modelo RPENV? Dê exemplos.
c) Compare a geometria de H2 O, CO2, NH3 e CH4 com base no modelo RPENV.
a) Descreva o processo de hibridização que ocorre no átomo de carbono para formar ligações em C2 H4 (etileno).
b) Compare as energias dos orbitais híbridos sp2 com os orbitais p não hibridizados.
c) Explique como a hibridização afeta a energia e a força das ligações sigma ( sigma) formadas entre os átomos de carbono.