Desenha as estruturas de Lewis, escreve as geometrias moleculares e dê as hibridações dos átomos centrais das seguintes espécies moleculares:
a)
b)
c)
d)
Passo 1
Respira fundo e vai:
a) Estrutura de Lewis pro :
1°. Identificar o átomo central: aqui você precisa pensar que o Br é um halogênio e ele só faz uma ligação, então o átomo central vai ser o O! No fundo, mesmo que você “escolha” o Br, vai dar tudo certo. Vou fazer dos dois jeitos pra você ver!
2°. Ligar todo mundo no átomo central respeitando a valência:
Como você vai respeitar a valência do Br, você só pode ligar um cara nele, que será o oxigênio. Caso você tenha escolhido o oxigênio como átomo central, não temos problema!
3°. O terceiro passo a gente só usa quando sobrar átomo sem ligar em ninguém. No caso de você ter escolhido o Br, o H ainda não ligou com ninguém. Então vamos ligar o H no oxigênio (que ainda tem ligações pra fazer).
Pronto! Exatamente a mesma coisa, independente da “escolha” do átomo central!
4°. Contar o número de elétrons de valência dos átomos da molécula.
Com 1 bromo, 1 oxigênio e 1 hidrogênio, o número de elétrons de valência será:
Então 14 elétrons precisam aparecer na nossa estrutura!
5°. Completar o octeto da galera.
E a estrutura ficou com os 14 elétrons previstos no 4° passo!
6°. Estudo das cargas formais.
A gente quer as cargas formais o mais próximo possível de zero!
Show! Encontramos nossa estrutura de Lewis!
Agora o oxigênio, com 4 pares de elétrons e nenhuma dupla, vai precisar de 4 orbitais híbridos. Então a hibridação dele é do tipo .
O arranjo espacial de uma molécula em torno de um átomo é tetraédrico, mas só duas posições estão ocupadas! Então a geometria molecular é angular.
No fundo esse cara ai é tipo a água, trocando um H por um Br.
Passo 2
b)
1°. Identificar o átomo central: na verdade ele já tá escrito na ordem que a gente vai desenhar. De qualquer forma a escolha por eletronegatividade cairia no C também.
2°. Ligar todo mundo no átomo central respeitando a valência:
3°. O terceiro passo a gente só usa quando sobrar átomo sem ligar em ninguém.
4°. Contar o número de elétrons de valência dos átomos da molécula.
Com 1 enxofre, 1 carbono e 1 nitrogênio mais aquela carga negativa do ânion, o número de elétrons de valência será:
Então 16 elétrons precisam aparecer na nossa estrutura!
5°. Completar o octeto da galera.
E a estrutura ficou com 20 elétrons! Pra chegar nos 16 elétrons previstos no 4° passo, vamos precisar fazer duas ligações .
E todas as estruturas acima são possíveis. Embora a central seja a com menor participação (olha ali as cargas formais dela), e a da esquerda a de maior participação, com a carga negativa no elemento mais eletronegativo.
Você pode escolher qualquer uma das estruturas acima. Em todas ela o átomo central o carbono, precisa reservar dois orbitais para as ligações . Então ele só pode hibridizar o orbital com um orbital , assumindo hibridação .
Com dois orbitais afastados o máximo possível, a molécula assume geometria e arranjo espacial linear.
Passo 3
c) Estrutura de Lewis pro :
1°. Identificar o átomo central: Br está em menor quantidade e é menos eletronegativo.
2°. Ligar todo mundo no átomo central respeitando as valências.
Tá, a valência do Br não foi super respeitada. Mas o cara é do 4° período da tabela e pode muito bem expandir o octeto né?
3°. O terceiro passo a gente só usa quando sobrar átomo sem ligar em ninguém.
4°. Contar o número de elétrons de valência dos átomos da molécula.
Com 1 bromo e 3 flúores, o número de elétrons de valência na molécula será:
Então 28 elétrons precisam aparecer na nossa estrutura!
5°. Completar o octeto da galera.
E a estrutura ficou com 26 elétrons. A gente não tá super acostumado a fazer isso, mas situações drásticas eigem medidas drásticas. A única forma de atingir os 28 elétrons que calculamos é colocando mais um par de elétrons no Br (afinal o F não expande o octeto).
6°. Estudo das cargas formais.
Hmm. Parece que a estrutura tá maneira hein!
7°. Estudo da ressonância.
Não tem como as cargas formais ficarem melhores do que isso né? Então essa vai ser nossa estrutura mais significativa!
Agora é a hora da hibridação.
O Br tá com 5 pares de elétrons ao redor dele. Pra comodar essa galera ele precisa de 5 orbitais. Então ele vai hibridizar o , os três e ainda precisar de um orbital . Assim ele forma 5 orbitais híbridos .
Essa hibridação nos leva ao arranjo espacial bipiramidal trigonal.
Com os dois pares de elétrons em posições equatoriais (com 120° entre eles), a molécula assume a geometria em forma de T.
Passo 4
d) Passo-a-passo da estrutura de Lewis pra .
1°. Identificar o átomo central: S está em menor quantidade e é menor eletronegativo!
2°. Ligar todo mundo no átomo central respeitando a valência:
3°. O terceiro passo a gente só usa quando sobrar átomo sem ligar em ninguém.
4°. Contar o número de elétrons de valência dos átomos da molécula.
Com 1 enxofre e 2 oxigênios, o número de elétrons de valência será:
Então 18 elétrons precisam aparecer na nossa estrutura!
5°. Completar o octeto da galera.
E a estrutura ficou com 20 elétrons! Pra chegar nos 18 elétrons previstos no 4° passo, vamos precisar fazer uma dupla entre o enxofre e um dos oxigênios.
Agora sim! Número de elétrons correto e regra do octeto obedecida!
6°. Estudo das cargas formais.
Como a gente podia muito bem escolher com quem íamos fazer a ligação dupla, é óbvio que tem ressonância.
Aquelas carguinhas ali são as cargas formais ok?
Nas duas estruturas, o enxofre coloca os três pares de elétrons ao redor dele o mais longe possível (a ligação não conta, porque está amarrada na ). Assim, o arranjo espacial será trigonal planar e a geometria angular.
A geometria trigonal planar é típica da hibridação . Assim o S ainda guarda um orbital pra fazer a ligação .
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)