Questoes De Geometria Molecular

Geometria molecular no Brasil: o que realmente cai nas provas

A maioria das questões de geometria molecular segue o mesmo padrão cansativo. O enunciado apresenta uma fórmula — SO3, NH4+, H2O — e pede para você identificar a forma, o ângulo de ligação e a polaridade. Parece simples até você tropeçar nos pares de elétrons livres. Eu já vi gente errar isso repetidamente porque confunde geometria eletrônica com geometria molecular. São coisas diferentes. A regra prática é esta: conte os domínios eletrônicos ao redor do átomo central. Domínio é cada ligação (simples, dupla ou tripla contam como UM domínio) mais cada par solitário. Depois, aplique VSEPR. Se o composto tem quatro domínios, a geometria eletrônica é tetraédrica. Mas se um desses domínios for um par solitário, a geometria molecular é pirâmide trigonal. A diferença é só de nome, mas na hora da prova faz toda a diferença no gabarito.

Os erros mais frequentes em questões de geometria molecular

O erro número um é confundir a quantidade de átomos ligantes com a quantidade de domínios eletrônicos. Pegue o ozônio, O3. Tem dois oxigênios ligantes, mas três domínios no átomo central. A geometria é angular. A resposta "linear" cai bem na prova pra pegar quem não desenhou a estrutura de Lewis antes de tudo. O erro número dois é esquecer que ligações duplas e triplas ocupam apenas um domínio espacial no modelo VSEPR. Muitos alunos contam a dupla ligação como dois domínios e chegam a uma resposta errada. A O3, novamente, serve de exemplo. Duas ligações ressonantes, mas três domínios no total. Geometria angular, ângulo menor que 120 graus por causa do par solitário.

O terceiro erro clássico é não distinguir molécula apolar de átomos sem eletronegatividade. O CO2 é linear e apolar porque os vetores de momento de dipolo se cancelam. O H2O é angular e polar porque os vetores não se cancelam. A lógica geométrica é a mesma que explica por que o BF3 é apolar e o NF3 não é, mesmo tendo três átomos de halogênio. Uma vez, num simulado difícil, apareceu uma questão sobre o íon cloreto de nitrosila, NOCl+. O aluno médio ia tentar aplicar VSEPR direto e errava porque não percebia que o nitrogênio seria o átomo central com geometria angular. A armadilha estava na carga positiva no nitrogênio. Eu tinha visto essa pegadinha antes e fiz a seguinte análise: o nitrogênio tem 5 elétrons de valência, menos 1 da carga positiva, menos 1 do oxigênio que liga duplamente, menos 1 do cloro. Sobrou um par solitário. Dois ligantes e um par. Geometria angular, assim como a água.

Como resolver essas questões passo a passo

Desenhe sempre a estrutura de Lewis primeiro. Isso leva trinta segundos e evita metade dos erros. Conte os elétrons de valência totais, distribua as ligações, complete os octetos nos átomos terminais e veja o que sobra no centro. Se sobrou par solitário, anote. Se não sobrou, também anote. Depois, conte os domínios. Ligação simples = um domínio. Ligação dupla = um domínio. Ligação tripla = um domínio. Par solitário = um domínio.some tudo.

Com o número de domínios em mãos, consulte a tabela VSEPR:

• 2 domínios: linear, 180 graus
• 3 domínios: trigonal planar, 120 graus
• 4 domínios: tetraédrica, 109,5 graus
• 5 domínios: bipirâmide trigonal, 90 e 120 graus
• 6 domínios: octaédrica, 90 graus

Aqui entra o detalhe importante que quase ninguém explica direito: a geometria molecular é o que sobra quando você remove os pares solitários da descrição. A geometria eletrônica considera todos os domínios. Para o NH3, a geometria eletrônica é tetraédrica (quatro domínios). A geometria molecular é pirâmide trigonal (três ligantes + um par). O ângulo real é cerca de 107 graus, não 109,5, porque o par solitário empurra as ligações. Para a polaridade, olhe a simetria. Moléculas simétricas com átomos iguais nos vértices são apolares. CO2, BF3, CH4, SF6. Moléculas assimétricas, ou com átomos diferentes, ou com pares solitários que quebram a simetria, são polares. H2O, NH3, CH3Cl. A exceção clássica que todo mundo esquece: o CCl4 é tetraédrico e apolar, mas o CH3Cl é tetraédrico e polar. Os átomos nos vértices são diferentes.

Hibridização: o atalho que funciona

Se você não quer decorar tudo, use a contagem de domínios para achar a hibridização. Dois domínios = sp. Três = sp2. Quatro = sp3. Cinco = sp3d. Seis = sp3d2. A hibridização determina o arranjo espacial dos orbitais, e isso bate exatamente com o que o VSEPR prevê para a geometria eletrônica. A desvantagem desse método é que ele não te diz se a molécula é polar ou não. Para isso, você precisa mesmo olhar a estrutura tridimensional. A hibridização é útil para questões que perguntam especificamente sobre o tipo de orbital ou sobre geometria eletrônica, mas não resolve a parte de polaridade.

O outro ponto fraco é que o VSEPR e a teoria da hibridização falham em casos mais complexos. Compostos de metais de transição, por exemplo, não obedecem bem ao modelo. A geometria do [Fe(CN)6]4- é octaédrica, mas explicar isso com VSEPR é impossível porque o ferro não segue a regra do octeto. Nesse caso, recorra à teoria do campo cristalino. Também não espere que o modelo funcione bem para moléculas com três ou mais átomos centrais interagindo de forma desordenada. A glucose, por exemplo, tem vários carbonos com geometria tetraédrica, mas a molécula inteira é grande demais para simplificar num único arranjo simétrico. O modelo trata cada centro isoladamente.

Se você está estudando para ENEM, vestibular ou prova de química geral, foque nos compostos que aparecem com frequência: H2O, CO2, NH3, CH4, BF3, PCl5, SF6, O3, SO2, NO2-, ClO3-, CN-, CO3 2-. Decore as formas e os ângulos típicos. Pratique desenhando a estrutura de Lewis antes de qualquer coisa. O restante segue mecanicamente.