10 - Aula 10 - Geometria molecular_pdf-questions

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CIÊNCIAS DA NATUREZA
E SUAS TECNOLOGIAS
F B O N L I N E . C O M . B R
//////////////////
PROFESSOR(A): RONALDO PAIVA
ASSUNTO: GEOMETRIA MOLECULAR
FRENTE: QUÍMICA IV
OSG.: 118179/17
AULA 10
EAD – MEDICINA
Resumo Teórico
Introdução
O arranjo que os ligantes e pares de elétrons livres formam em 
torno de um átomo central é de fundamental importância para prever 
as propriedades físico-químicas de uma molécula, como sua polaridade. 
Moléculas diatômicas apresentam uma única forma linear. Entretanto, 
moléculas poliatômicas apresentam diversos arranjos.
Foram desenvolvidas teorias que ajudam a prever tanto os 
arranjos dos pares eletrônicos como a geometria molecular. A Teoria 
da Repulsão dos Pares Eletrônicos de Valência (TRPEV) e a Teoria das 
Nuvens Eletrônicas (TNE) são úteis nesse estudo.
Os elétrons de valência (tipicamente ns e np) estão envolvidos 
na determinação da forma das moléculas. Os pares de elétrons livres 
e ligantes não só ocupam espaço em torno do átomo central, como 
também sofrem repulsão mútua. Esses pares se afastam ao máximo 
para reduzir ao mínimo essas repulsões. O resultado é o arranjo 
eletrônico. Na prática, a repulsão entre dois pares de elétrons livres 
é maior do que entre dois ligantes. Os elétrons livres estão presos 
a um só átomo. Essa característica deixa esses elétrons mais ativos 
(estereoativos).
A
Livres ou isolados
(Maior repulsão)
(Menor repulsão)
Ligantes
Atenção:
Os elétrons livres ocupam mais espaço do que os ligantes.
Arranjo eletrônico 
(geometria dos pares eletrônicos)
O arranjo eletrônico é a disposição espacial de todos os 
pares de elétrons (livres e ligantes) em torno do átomo central. 
A geometria molecular, por outro lado, é a disposição espacial apenas 
dos ligantes. Vejamos um exemplo:
O
Fórmula de Lewis Geometria molecular Arranjo eletrônico
H
H
2
O H O OH
H H
H
Não esqueça:
Segundo a TRPEV: 
 Pares de elétrons livres e ligantes sofrem repulsão mútua;
 Máximo de distância possível entre esses pares para gerar o 
mínimo possível de repulsão. O resultado é a geometria.
Segundo a Teoria das Nuvens Eletrônicas (TNE), uma nuvem 
eletrônica corresponde a um elétron desemparelhado (·) nas moléculas 
ímpares, um par de elétrons livres (:), uma ligação simples (–), uma 
ligação dupla (=) ou uma ligação tripla (≡).
1 NE
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
O total de Nuvens Eletrônicas (NE) em torno do átomo central 
pode ajudar a determinar a hibridação, a geometria dos pares e a 
geometria da molécula. 
Hibridação do átomos central
Geometria dos pares → Geometria da molécula
∑ NE
Moléculas diatômicas do tipo X
2
 ou AX são sempre lineares. 
Exemplos: H
2
, N
2
, O
2
, NO, HC�, CO…
Moléculas com mais de dois átomos seguem a Teoria das 
Nuvens Eletrônicas (TNE).
1o Caso: 2 nuvens eletrônicas.
Hibridação do átomo central = sp
Geometria dos pares = linearA
180º
Exemplos: CO
2
, BeH
2
, HCN…
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MÓDULO DE ESTUDO
OSG.: 118179/17
2o Caso: 3 nuvens eletrônicas.
Hibridação do átomo central = sp2
Geometria dos pares = trigonal plana
A
120º
Exemplos: BF
3
, SO
3
…
3o Caso: 4 nuvens eletrônicas.
Hibridação do átomo central = sp3
Geometria dos pares = tetraédrica
A
109º28’
Exemplos: CH
4
, SO
4
2–, NH
4
+ …
4o Caso: 5 nuvens eletrônicas.
axax
axax
eq = plano equatorial
ax = plano axial
eq = plano equatorial
ax = plano axial
eqeq
eqeq
eqeq
Hibridação do átomo central = sp3d ou dsp3
Geometria dos pares = bipirâmide trigonal
Exemplos: PC�
5
, SF
4
 … 
Nota: A razão do nome dessa geometria é devido ao sólido formado 
quando os vértices são ligados.
Plano do triângulo = equatorial (120o)
Plano perpendicular ao triângulo = axial (90o)
5o Caso: 6 nuvens eletrônicas.
Hibridação do átomo central = sp3d2 ou d2sp3
Geometria dos pares = bipirâmide quadrada 
ou octaédrica 
Observação: Todos os ângulos entre duas nuvens vizinhas são de 90o.
Exemplos: SF
6
 … 
Nota: 
a) A presença de orbitais “d” na hibridação garante que houve 
expansão de octeto. 
b) Elementos que pertencem a um período ≥ 3 (a partir do 
3° período) podem expandir o octeto (acomodar mais de 
8 elétrons de valência).
Exemplos: fósforo (até 5 ligações), enxofre (até 6 ligações), cloro (até 
7 ligações), xenônio (até 8 ligações).
Geometria molecular
É o arranjo adquirido pelos ligantes em uma molécula. 
Para um mesmo número de nuvens eletrônicas é possível diversos tipos 
de geometria molecular. Vejamos os casos:
a) Moléculas diatômicas (tipos X
2
 ou AX) ⇒ Lineares
 Ex.: H
2
, C�
2
, F
2
, NO, CO, HC� …
b) Moléculas com 2 (duas) nuvens eletrônicas em torno do átomo 
central ⇒ lineares
 A Ex.: CO
2
, BeH
2
, HCN…
c) Moléculas com 3 (três) nuvens eletrônicas em torno do átomo 
central.
 
O
A
A
A
B S
F
e
O
F OF O
S Oe
O OO
(SO
2
)
(BF
3
)
(O
3
)
(SO
3
)
(3 ligantes)
(2 ligantes)
Trigonal
plana
Angular
Ex.:
Ex.:
⇒
⇒
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d) Moléculas com 4 (quatro) nuvens eletrônicas ao redor do átomo 
central.
 
C
H
H
A
A
A
C
N
H
ou
H
H
H
H
HH
H
H
O
H H (H
2
O)
(CH
4
)
(NH
3
)
(4 ligantes)
(3 ligantes)
(2 ligantes)
Tetraédrica
Pirâmide
Trigonal
(Piramidal)
Angular
Ex.:
Ex.:
Ex.:
⇒
⇒
⇒
A
e) Moléculas com 5 (cinco) nuvens eletrônicas ao redor do átomo 
central.
 
A
A
A
A
P
C�
Xe
S
C�
F
F
F
C�
F
C�
F
C�
F
F
F
C�
F
(PC�
5
)
(C�F
3
)
(XeF
2
)
(SF
4
)
(5 ligantes)
(3 ligantes)
(2 ligantes)
(4 ligantes)
Bipirâmide
trigonal
Em “T”
Linear
Gangorra
Ex.:
Ex.:
Ex.:
Ex.:
⇒
⇒
⇒
⇒
A
f) Moléculas com 6 (seis) nuvens eletrônicas em torno do átomo 
central.
 
A
A
A
S
C�
Xe
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
(SF
6
)
(C� F
5
)
(XeF
4
)
(6 ligantes)
(5 ligantes)
(4 ligantes)
Bipirâmide 
quadrada ou 
octaédrica
Pirâmide 
quadrada
Quadrado 
planar, 
quadrangular 
ou quadrática
Ex.:
Ex.:
Ex.:
⇒
⇒
⇒
A
Tabela resumo de geometria
NO 
de 
NE
NO de 
ligantes
GP GM Hibridação Ângulos Exemplo
2 2 Linear Linear sp 180o CO
2
3
3
Trigonal 
plana
Trigonal 
plana
sp2 120o
BF
3
2 Angular SO
2
4
4
Tetraédrica
Tetraédrica
sp3 109,28o
CH
4
3 Piramidal NH
3
2 Angular H
2
O
5
5
Bipirâmide 
trigonal 
(hexaédrica)
Bipirâmide 
trigonal
sp3d
120o
e 90o
PC�
5
4 Gangorra SF
4
3 Em “T” C�F
3
2 Linear XeF
2
6
6
Bipirâmide 
quadrada
(octaédrica)
Bipirâmide 
quadrada
sp3d2 90o
SF
6
5
Pirâmide 
quadrada
BrF
5
4
Quadrado 
planar
XeF
4
Exercícios
01. (UEG-GO) A estrutura abaixo representa um carbocátion terciário, 
o qual pode ser formado em reações de substituição de haletos 
de alquila com espécies químicas nucleofílicas e na presença de 
solventes adequados.
+
CH
3
 — C — CH
3
|
 CH
3
 A análise de sua estrutura permite concluir que essa espécie 
química apresenta uma geometria 
A) linear. 
B) piramidal.
C) tetraédrica. 
D) trigonal planar.
E) quadrado planar.
02. (UEFS-BA) Para desenhar a estrutura molecular de BrF
3
, pelo 
modelo de repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência, 
é preciso escrever a estrutura de Lewis e, em seguida, identifi car 
o número de pares de elétrons ligantes e não ligantes. A partir 
dessas informações, é correto afi rmar:
A) O átomo central de BrF
3
 possui três pares de elétrons não 
ligantes.
B) A estrutura de Lewis para a molécula de BrF
3
 é representada 
pela fórmula
 
F F
F
Br
C) Os pares de elétrons ligantes de BrF
3
 devem estar o mais 
próximo possível um do outro para diminuir a repulsão entre 
eles.
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D) Os pares de elétrons não ligantes devem formar, no máximo, 
um ângulo de 45º entre eles para que a repulsão seja mínima.
E) A forma geométrica da molécula BrF
3
 é “em T” representada 
pela fórmula
F
F
F Br
03. (UFF-RJ/2011) A química está na base do desenvolvimento 
econômico e tecnológico. Da siderurgiaà indústria da informática, 
das artes à construção civil, da agricultura à indústria aeroespacial, 
não há área ou setor que não utilize em seus processos ou 
produtos algum insumo de origem química. Um desses insumos 
é o metano, gás natural, usado como combustível na indústria 
química. A queima do metano pode ser representada pela seguinte 
equação:
CH
4(g)
 + 2 O
2(g)
 → CO
2(g)
 + 2 H
2
O
 Em relação ao metano (CH
4
) e ao dióxido de carbono (CO
2
), pode-
se dizer que a forma geométrica de cada um desses compostos, 
respectivamente, é
A) tetraédrica e trigonal planar.
B) tetraédrica e linear.
C) quadrática planar e trigonal planar.
D) quadrática planar e linear.
E) tetraédrica e quadrática planar.
04. (Mackenzie-SP) Os gases do efeito estufa envolvem a Terra e 
fazem parte da atmosfera. Estes gases absorvem parte da radiação 
infravermelha refl etida pela superfície terrestre, impedindo que a 
radiação escape para o espaço e aquecendo a superfície da Terra. 
Atualmente, são seis os gases considerados como causadores 
do efeito estufa: dióxido de carbono (CO
2
), metano (CH
4
), óxido 
nitroso (N
2
O), clorofl uorcarbonetos (CFCs), hidrofl uorcarbonetos 
(HFCs) e hexafluoreto de enxofre (SF
6
). Segundo o Painel 
Intergovernamental de mudanças do Clima, o CO
2
 é o principal 
“culpado” pelo aquecimento global, sendo o gás mais emitido 
(aproximadamente 77%) pelas atividades humanas. No Brasil, 
cerca de 75% das emissões de gases do efeito estufa são causadas 
pelo desmatamento, sendo o principal alvo a ser mitigado pelas 
políticas públicas. No mundo, as emissões de CO
2
 provenientes 
do desmatamento equivalem a 17% do total. O hexafl uoreto de 
enxofre (SF
6
) é o gás com maior poder de aquecimento global, 
sendo 23.900 vezes mais ativo no efeito estufa do que o CO
2
. 
Em conjunto, os gases fl uoretados são responsáveis por 1,1% das 
emissões totais de gases do efeito estufa.
http://www.institutocarbonobrasil.org.br/
mudancas_climaticas/gases_do_efeito_estufa
 A respeito dos gases citados no texto, de acordo com a teoria da 
repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR), é 
correto afi rmar que as moléculas
 Dados: números atômicos (Z): H = 1, C = 6, N = 7, O = 8, 
F = 9 e S = 16.
A) do metano e do gás carbônico apresentam geometria 
tetraédrica.
B) do óxido nitroso e do gás carbônico apresentam geometria 
angular.
C) do hexafl uoreto de enxofre apresentam geometria linear.
D) do metano apresentam geometria tetraédrica e as do gás 
carbônico são lineares.
E) do óxido nitroso têm geometria angular e as do metano são 
lineares.
05. (IME-RJ) Considere as seguintes possibilidades para a estrutura da 
molécula de trifl uoreto de cloro (C�F
3
):
F
F
F
F
F
F F
F
F
I
C�C� C�
II III
 Assinale a alternativa correta.
A) A estrutura I é a mais estável, visto que as seis repulsões entre 
pares não ligantes e pares ligantes equivalem à menor repulsão 
possível.
B) A estrutura II é a mais estável, visto que ocorrem três repulsões 
entre elétrons não ligantes e pares ligantes e mais uma repulsão 
entre pares de elétrons não ligantes, o que confere uma maior 
estabilidade de forças.
C) A estrutura III é a mais estável por equivaler à confi guração na 
qual a repulsão entre todos os pares (ligantes e não ligantes) 
é mínima.
D) A estrutura I é a mais provável por ser a mais simétrica, 
correspondendo à confi guração de menor energia.
E) Todas as três estruturas possuem a mesma energia e são 
encontradas na natureza.
06. (UFRGS/2010) A Via Láctea tem gosto de framboesa: astrônomos 
alemães descobriram metanoato de etila, substância química que 
dá à framboesa seu sabor característico, em uma nuvem de poeira 
próximo ao centro da Via Láctea. Mas, se astronautas fossem até 
lá, não poderiam deliciar-se com ela, pois a nuvem também é 
formada por cianeto de propila, um veneno letal.
Superinteressante, nº 266, p. 32, jun. 2009.
 Observe as fórmulas das substâncias referidas no texto e os 
carbonos nelas assinalados.
HCOOCH
2
CH
3
 NCCH
2
CH
2
CH
3
↑ ↑ ↑
1 2 3
Metanoato de etila Cianeto de propila
 Os carbonos assinalados com os números 1, 2 e 3 apresentam, 
respectivamente, geometria molecular do tipo 
A) trigonal plana, tetraédrica e linear. 
B) linear, trigonal plana e tetraédrica.
C) linear, tetraédrica e linear. 
D) trigonal plana, trigonal plana e tetraédrica.
E) tetraédrica, linear e trigonal plana.
07. O ácido fosfórico é um composto de grande aplicação, utilizado 
na indústria de fertilizantes, de bebidas, de detergentes, 
farmacêutica, entre outras. A sua estrutura química é representada 
na fi gura abaixo.
H H
H
O
O
O
O
P
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MÓDULO DE ESTUDO
 O processo industrial da produção de ácido fosfórico consiste na 
reação da fl uorapatita, Ca
5
(PO
4
)
3
F, com ácido sulfúrico e água, 
obtendo como subproduto o CaSO
4
 · 2 H
2
O e o HF.
 No ácido fosfórico, o número de oxidação do fósforo e a geometria 
molecular resultante da disposição dos átomos de oxigênio ao 
redor do átomo de fósforo são, respectivamente:
A) +5 e tetraédrica. B) +5 e piramidal.
C) +5 e trigonal. D) +4 e tetraédrica.
E) +4 e piramidal.
08. O fosgênio (COC�
2
) é um gás incolor, tóxico, asfi xiante e de 
cheiro penetrante. Esse gás, utilizado como arma na Primeira 
Guerra Mundial, era produzido a partir da reação do monóxido 
de carbono (CO) e do gás cloro (C�
2
). Qual é a geometria de cada 
uma dessas moléculas, respectivamente?
A) Linear, trigonal plana e tetraédrica.
B) Angular, linear e linear.
C) Trigonal plana, angular e linear
D) Tetraédrica, linear e angular.
E) Trigonal plana, linear e linear.
09. O ozônio, O
3
, é um gás azulado, de cheiro pungente, tóxico, que 
está presente em nuvens de poluição misturada com nevoeiro, 
e é responsável pelo efeito estufa que vem aumentando a 
temperatura do planeta. O metano, CH
4
, e a fosfi na, PH
3
, quando 
em combustão espontânea, liberam gases que formam uma 
chama azul-pálido, chamada fogo-fátuo. A geometria dessas 
moléculas é, respectivamente,
A) angular, tetraédrica e trigonal plana.
B) linear, quadrado planar e piramidal.
C) angular, tetraédrica e piramidal.
D) linear, tetraédrica e bipiramidal.
10. (UFRN) O nitrogênio forma vários óxidos binários apresentando 
diferentes números de oxidação: NO (gás tóxico), N
2
O 
(gás anestésico – hilariante), NO
2 
(gás avermelhado, irritante), 
N
2
O
3
 (sólido azul) etc. Esses óxidos são instáveis e se decompõem 
para formar os gases nitrogênio (N
2
) e oxigênio (O
2
). O óxido binário 
(NO
2
) é um dos principais poluentes ambientais, reagindo com 
o ozônio atmosférico (O
3
) – gás azul, instável – responsável pela 
fi ltração da radiação ultravioleta emitida pelo Sol.
 Analisando a estrutura do óxido binário NO
2
, pode-se afi rmar que 
a geometria da molécula e a última camada eletrônica do átomo 
central são, respectivamente, 
 (Dado: N (5A))
A) angular e completa. B) linear e incompleta.
C) angular e incompleta. D) linear e completa.
11. (PUC-MG) Os compostos BF
3
, SO
2
, PH
3
, CO
2
 são moléculas de 
confi guração espacial, respectivamente, 
A) trigonal, angular, trigonal e linear. 
B) piramidal, angular, piramidal e angular. 
C) trigonal, angular, piramidal e linear. 
D) trigonal, linear, piramidal e linear.
E) piramidal, angular, piramidal e linear.
12. (UFMT) A teoria da repulsão dos pares eletrônicos sustenta: ao 
redor do átomo central, pares eletrônicos ligantes e não ligantes 
se repelem, tendendo a fi car tão afastados quanto possível. De 
acordo com essa teoria, quais estruturas podem ser previstas para 
as moléculas de SF6
, PC�
5
 e CH
4
, respectivamente?
A) Tetraédrica, bipirâmide trigonal e octaédrica.
B) Octaédrica, bipirâmide trigonal e tetraédrica.
C) Bipirâmide trigonal, tetraédrica e tetraédrica.
D) Tetraédrica, tetraédrica e octaédrica.
E) Octaédrica, tetraédrica e bipirâmide trigonal.
13. A mo lécu la do hexa f luo reto
de enxofre (SF
6
) tem a forma geométrica 
de um octaedro regular.
Os centros dos átomos de flúor 
correspondem aos vért ices do 
octaedro, e o centro do átomo de 
enxofre corresponde ao centro desse 
sólido, como ilustra a fi gura ao lado.
 Considere que a distância entre o centro de um átomo de fl úor 
e o centro do átomo de enxofre seja igual a 1,53 angstrons.
 Assim, a medida da aresta desse octaedro, em angstrons, é 
aproximadamente igual a
A) 1,53 B) 1,79
C) 2,16 D) 2,62
14. Na obtenção do vinagre de vinho, o etanol reage com o O
2
 do 
ar e transforma-se em ácido acético, conforme representado a 
seguir.
H
3
C — CH
2
 — OH + O
2
  → H
3
C — COOH + H
2
O
etanol ácido acético
 Nessa reação, a geometria dos ligantes em torno do átomo de 
carbono do grupo funcional sofre alteração de
A) tetraédrica para trigonal plana.
B) trigonal plana para tetraédrica.
C) tetraédrica para piramidal.
D) linear para trigonal plana.
E) linear para tetraédrica.
15. (Unifesp) Na fi gura, são apresentados os desenhos de algumas 
geometrias moleculares.
I: linear II: angular IV: trigonalIII: piramidal
 SO
3
, H
2
S e BeC�
2
 apresentam, respectivamente, as geometrias 
moleculares
A) III, I e II. B) III, I e IV.
C) III, II e I. D) IV, I e II.
E) IV, II e I.
Resolução
01. O carbocátion apresenta 3 nuvens eletrônicas ligantes em torno 
do átomo central. Dessa forma, a geometria será trigonal e a 
hibridação, sp2.
Resposta: D
02. O BrF
3
 possui 28 elétrons distribuídos em um arranjo bipirâmide 
trigonal, mas em uma geometria molecular em T.
F
F
F
Br
Resposta: E
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03. O gás metano apresenta formato tetraédrico enquanto o gás 
carbônico é linear.
Resposta: B
04. Metano apresenta estrutura tetraédrica, gás carbônico é linear, 
óxido nitroso é linear, e o hexafluoreto de enxofre é uma 
bipirâmide quadrada (octaédrica).
Resposta: D
05. A repulsão entre pares de elétrons livres é menor quando estão 
dispostos no plano equatorial, ou seja, horizontal. Neste plano, 
o ângulo é em torno de 120º.
C
90º
120º
F
F
F
Resposta: C
06. Com base nas estrutur as, é possível deduzir que o carbono 1, 2 e 
3 têm, respectivamente, geometrias moleculares: trigonal plana, 
tetraédrica e linear.
H C
O
O C CH3
H
H
1
2
N C CH2 CH2 CH3
3
Resposta: A
07. A quantidade de nuvens eletrônicas ao redor do átomo de fósforo 
é igual a 4, e a melhor disposição para elas é a tetraédrica. Por 
outro lado, o nox nessa estrutura é +5.
Resposta: A
08. Fosgênio: trigonal plana. Monóxido de carbono e gás cloro são 
lineares.
Resposta: E
09. Com base nas estruturas, é possível deduzir que O
3
, CH
4
 e PH
3
 
são: angular, tetraédrica e piramidal, respectivamente.
O
O
O H
C
H
H
H
H
P
H
H
Resposta: C
10. Esse óxido binário é uma molécula ímpar, logo, não completa o 
octeto. Em sua estrutura, temos um elétron desemparelhado no 
átomo central. Por esse motivo sua geometria é angular.
Resposta: C
11. O trifl uoreto de boro é trigonal, o dióxido de enxofre é angular, 
a fosfi na é piramidal, e o dióxido de carbono é linear.
Resposta: C
12. As geometrias de cada molécula citada estão representadas abaixo:
CI
P
 Resposta: B
13. Pelo teorema de Pitágoras:
F
F
F
F
F
F
F
F
S
S
a a
1,53 Å
2 / 2a
a2 = a 2/2( )2
+ (1, 53)2
a2 – a2/2 = (1, 53)2;
a2/2 = 2,3409;
a2 = 4,68; a = 2,16.
Resposta: C
14. Com a análise das estruturas, é possível notar que o carbono do 
grupo funcional no etanol (insaturado) tem geometria tetraédrica 
e, no ácido acético (com a presença de uma insaturação), trigonal 
plana. 
H3C
C
H
OH
H
etanol
H3C C
OH
O
ácido acético
Resposta: A 
15. O SO
3
 apresenta geometria trigonal planar, o H
2
S é angular 
enquanto o BeC�
2
 possui uma disposição linear.
Resposta: E
SUPERVISOR/DIRETOR: MARCELO PENA – AUTOR: RONALDO PAIVA
DIG.: SAMUEL – 24/08/17 – REV.: LUCELENA