Como você explicaria o fato da molécula da água apresentar um ângulo de ligação H-O-H de 104,5?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A pergunta é sobre por que a molécula de água (H₂O) tem um ângulo de ligação H-O-H de 104,5 graus. Vamos trabalhar isso com a teoria da geometria molecular, especificamente usando a Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (VSEPR). Para resolver, vamos precisar entender como os pares de elétrons ao redor do átomo de oxigênio afetam o ângulo entre as ligações.

Passo 2

Primeiro, vamos desenhar a estrutura de Lewis da água. O oxigênio (O) tem 6 elétrons de valência, e cada hidrogênio (H) tem 1 elétron. Na molécula de água, o oxigênio está no centro, ligado a dois hidrogênios, formando duas ligações O-H. Além disso, o oxigênio tem dois pares de elétrons não ligados (lone pairs).

Passo 3

Agora, aplicamos a Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (VSEPR). Essa teoria nos diz que os pares de elétrons ao redor do átomo central se organizam de forma a minimizar a repulsão entre eles. Cada par de elétrons ocupa um espaço ao redor do átomo central.

Passo 4

Na água, o oxigênio tem quatro pares de elétrons: dois pares de ligação (com os hidrogênios) e dois pares não ligados. De acordo com a VSEPR, essa disposição tenta se aproximar de uma geometria tetraédrica, que tem um ângulo ideal de 109,5 graus entre os pares de elétrons.

Passo 5

No entanto, os pares de elétrons não ligados (lone pairs) ocupam mais espaço do que os pares ligados. Eles “empurram” os pares de ligação mais fortemente, fazendo com que os ângulos entre as ligações fiquem menores. Por isso, o ângulo H-O-H na água é reduzido de 109,5 para aproximadamente 104,5 graus.

Resposta

A molécula de água apresenta um ângulo de ligação H-O-H de 104,5 graus devido à presença de dois pares de elétrons não ligados no átomo de oxigênio, que repousam mais e empurram os pares de ligação, reduzindo o ângulo conforme a Teoria VSEPR.

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