Exercícios Geometria Molecular e TLV RESOLVIDOS
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Exerccios
Geometria Molecular e TLV
Questo 1 (2010-1)
Considere as molculas isoeletrnicas CH4, NH3 e H2O e seus respectivos ngulos de
ligao, iguais a 109,5o, 107
o e 104,5
o.
a. Proponha estruturas geomtricas para as trs molculas. Faa os desenhos
correspondentes.
b. Justifique a tendncia observada nos valores dos ngulos de ligao.
c. Sugira hibridaes compatveis com a geometria de cada espcie.
Questo 2 (2010-1)
Na figura abaixo esto representadas trs formas geomtricas para o IF3.
I II III
a. Com base no modelo da repulso de pares de eltrons no nvel de valncia diga
qual a forma geomtrica (I, II ou III) mais provvel para o IF3? Explique.
b. Complete a tabela abaixo.
Espcie Estrutura de Lewis Geometria Molecular
(desenho e nome da geometria)
Hibridao
do tomo
central
COCl2
AsF5
PCl6 -
Questo 3 (2010-2)
Uma molcula possui quatro pares de eltrons em torno do tomo central.
a. Como a molcula pode ter uma estrutura piramidal? Explique.
b. Como a molcula pode ter uma estrutura angular? Explique.
c. Quais ngulos de ligao so previstos em cada caso?
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Questo 4 (2010-2)
Complete a tabela abaixo:
Espcie Estrutura de Lewis Geometria dos
pares de eltrons Geometria molecular
Hibridizao
do tomo
central
SiF62-
SeF4
ICl2-
XeF4
Questo 5 (2010-2)
As espcies CO, CO2, CH3OH e CO32-
contm ligaes carbono-oxignio.
a. Coloque as quatro espcies em ordem crescente de energia de ligao
carbono-oxignio. Justifique.
b. Qual espcie deve apresentar o menor comprimento para a ligao carbono-
oxignio? Justifique.
c. As espcies CO, CO2 e CH3OH so polares? Justifique.
Questo 6 (2011-1)
a. Usando o modelo da repulso de pares de eltrons no nvel de valncia
(RPENV) faa o esboo das geometrias dos pares de eltrons e molecular para o
on sulfito.
b. Identifique a hibridizao do tomo de enxofre no on SO32-
.
Questo 7 (2011-1)
Complete a Tabela abaixo. Para preencher a coluna Exemplo use as seguintes
molculas ou ons: BrF5, ClO3-, NO3
-, ICl2
-, BeH2
Orbitais atmicos Hibridizao Arranjo
geomtrico
ngulo de
ligao (o) Exemplo
s + p SP 180
s + p + p Trigonal plano
sp3 109,5
120 e 90
90 BrF5
-
Questo 8 (2011-1)
a. Qual a hibridao do tomo de carbono no formaldedo, CH2O? Quais orbitais
formam as ligaes nessa molcula? E as ligaes ? Justifique.
b. A molcula de PF3 polar e, assim, a ligao PF polar. Considerando a
proximidade do silcio e do fsforo na tabela peridica, deveramos esperar que
a ligao SiF tambm fosse polar; porm, a molcula de SiF4 no possui
momento dipolar. Explicar a causa disto.
Questo 9 (2011-2)
a. Explique o fato de que BeF2 apolar enquanto OF2 polar. b. O ngulo da ligao O-S-O, no SO2 de 116 e todos os ngulos da ligao O-S-
O, no SO3 so de 120. Como voc explica esta diferena?
c. Qual a hibridao do tomo de carbono no fosgnio, C2CO? D uma
descrio completa das ligaes e nessa molcula.
Questo 10 (2011-2)
Complete a tabela abaixo.
Espcie Estrutura de Lewis Geometria Molecular
(desenho e nome da geometria)
Hibridao do tomo
central
CS2
ClF3
COCl2
XeF5+
-
Questo 11 (2012-1)
As molculas SiF4, SF4 e XeF4 tm a frmula molecular do tipo XF4, mas as geometrias
moleculares so diferentes.
a. Complete a tabela abaixo com os nomes e os desenhos das geometrias de cada
molcula. Indique tambm a hibridizao do tomo central.
b. Explique as diferenas nas geometrias dessas quatro espcies.
Espcie Geometria dos pares de eltrons Geometria molecular
Hibridizao
do tomo
central
SiF4
SF4
XeF4
Questo 12 (2012-1)
O triptofano (figura A) um aminocido essencial utilizado pelo crebro, juntamente
com a vitamina B3, a niacina e o magnsio, para produzir a serotonina (figura B), um
neurotransmissor importante nos processos bioqumicos do sono e do humor.
O
N
N
O
H
H
H
H HH
H
H
H
H
H
H
A
5
6
10
7
9
8
3
4
N
O
21
N
H
H
H
H
H
H
H
HH
HH
H
B
a. Qual a ligao mais polar em cada uma das molculas? Justifique.
b. Quantas ligaes e quantas ligaes h na molcula de triptofano?
c. D a hibridao dos tomos de carbono (1-10) na molcula de serotonina.
d. Considere a ligao entre os carbonos 3 e 4 na molcula de serotonina. Indique
quais so os orbitais envolvidos na ligao e na ligao .
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Exerccios RESOLVIDOS
Geometria Molecular e TLV
Questo 1 (2010-1)
Considere as molculas isoeletrnicas CH4, NH3 e H2O e seus respectivos ngulos de
ligao, iguais a 109,5o, 107
o e 104,5
o.
a. Proponha estruturas geomtricas para as trs molculas. Faa os desenhos
correspondentes.
C H
H
H H
N H
H H
..
O H
H
..
..
Geometria tetradrica Geometria piramidal Geometria angular
b. Justifique a tendncia observada nos valores dos ngulos de ligao.
Os ngulos vo diminuindo medida que o nmero de pares de eltrons no ligantes
aumenta. O CH4, que no possui pares de eltrons no ligantes apresenta ngulos
tpicos do tetraedro perfeito.
c. Sugira hibridaes compatveis com a geometria de cada espcie.
Apesar das diferentes geometrias, os trs compostos apresentam o mesmo arranjo de
eltrons, arranjo tetradrico, como mostrado pelas figuras abaixo. A hibridizao
compatvel com esse arranjo o sp3.
Questo 2 (2010-1)
Na figura abaixo esto representadas trs formas geomtricas para o IF3.
I II III
a. Com base no modelo da repulso de pares de eltrons no nvel de valncia diga
qual a forma geomtrica (I, II ou III) mais provvel para o IF3? Explique.
A forma mais provvel a III, uma vez que os pares no ligantes devem ocupar as
posies equatoriais de modo a minimizar a repulso entre eles.
-
b. Complete a tabela abaixo.
Espcie Estrutura de Lewis Geometria Molecular (desenho e nome da
geometria)
Hibridao do tomo central
COCl2
Trigonal plana
sp2
AsF5
Bipirmidal trigonal
sp3d
PCl6 -
Octadrica
sp3d2
Questo 3 (2010-2)
Uma molcula possui quatro pares de eltrons em torno do tomo central.
a. Como a molcula pode ter uma estrutura piramidal? Explique.
A molcula poder ter uma estrutura piramidal se um dos quatro pares de eltrons for
no ligante.
b. Como a molcula pode ter uma estrutura angular? Explique.
Para que a molcula tenha uma estrutura angular ela dever ter dois pares de eltrons
no ligantes.
c. Quais ngulos de ligao so previstos em cada caso?
Se os quatro pares de eltrons fossem ligantes, a geometria seria tetradrica e o
ngulo seria de 109,5o. No caso de haver pares de eltrons no ligantes os ngulos
devero ser menores que 109,5o.
-
Questo 4 (2010-2)
Complete a tabela abaixo:
Espcie Geometria dos pares de eltrons Geometria molecular Hibridizao do tomo central
SiF62-
Si
F
F
F
F
F
F
2-
Arranjo octadrico
Si
F
F
F
F
F
F
2-
Geometria octadrica
d2sp
3
SeF4 F Se
F
F
F
F
..
Arranjo bipiramidal trigonal
Se
F
F
F
F
Geometria gangorra
dsp3
ICl2- F I
Cl
Cl
F
F
..
....
-
Arranjo bipiramidal trigonal
I
Cl
Cl
-
Geometria linear
dsp3
XeF4 Xe
F
F
F
CH3
CH3
F
..
..
Xe
F
F
F
F Geometria quadrtica plana
d2sp
3
-
Arranjo octadrico
Questo 5 (2010-2)
As espcies CO, CO2, CH3OH e CO32-
contm ligaes carbono-oxignio.
a. Coloque as quatro espcies em ordem crescente de energia de ligao
carbono-oxignio. Justifique.
CH3OH < CO32-
< CO2 < CO. Quanto maior a ordem de ligao, maior a energia de
ligao. Dentre essas espcies CH3OH a que apresenta a menor OL (OL = 1) e CO a
que apresenta a maior OL (OL = 3).
b. Qual espcie deve apresentar o menor comprimento para a ligao carbono-
oxignio? Justifique.
Quanto maior a OL, maior a energia de ligao e menor o comprimento de ligao.
Portanto, CO deve apresentar o menor comprimento de ligao.
c. As espcies CO, CO2 e CH3OH so polares? Justifique.
Embora a ligao C-O seja polar, a molcula de CO2 apolar, pois os vetores momento
dipolar se anulam. CO e CH3OH so polares, pois a soma vetorial diferente de zero.
Questo 6 (2011-1)
a. Usando o modelo da repulso de pares de eltrons no nvel de valncia
(RPENV) faa o esboo das geometrias dos pares de eltrons e molecular para o
on sulfito.
Arranjo: tetradrico
Geometria: piramidal
b. Identifique a hibridizao do tomo de enxofre no on SO32-
.
Hibridizao sp3, caracterstica do arranjo tetradrico.
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Questo 7 (2011-1)
Complete a Tabela abaixo. Para preencher a coluna Exemplo use as seguintes
molculas ou ons: BrF5, ClO3-, NO3
-, ICl2
-, BeH2
Orbitais atmicos Hibridizao Arranjo
geomtrico ngulo de ligao (o)
Exemplo
s + p sp Linear 180 BeH2
s + p + p sp2 Trigonal plano 120 NO3-
s + p + p + p sp3 Tetradrico 109,5 CO3-
s + p + p + p + d sp3d Bipirmidal
trigonal 120 e 90 IC2
-
s + p + p + p + d + d sp3d2 Octadrico 90 BrF5
Questo 8 (2011-1)
a. Qual a hibridao do tomo de carbono no formaldedo, CH2O? Quais orbitais
formam as ligaes nessa molcula? E as ligaes ? Justifique.
O formaldedo apresenta arranjo trigonal plano, portanto possui hibridizao sp2. As
ligaes so formadas pelos orbitais hbridos sp2 do carbono e os orbitais s dos
hidrognios ou p do oxignio, ou seja, temos trs ligaes : (sp2- s), (sp
2- s) e (sp
2-
p). A ligao formada pelo orbital p no hibridizado do carbono e pelo orbital p do
oxignio: (p-p).
b. A molcula de PF3 polar e, assim, a ligao PF polar. Considerando a
proximidade do silcio e do fsforo na tabela peridica, deveramos esperar que
a ligao SiF tambm fosse polar; porm, a molcula de SiF4 no possui
momento dipolar. Explicar a causa disto.
A ligao Si-F polar, no entanto a geometria tetradrica da molcula SiF4 faz com que
o momento dipolar seja nulo, o que no acontece na molcula PF3 que apresenta
geometria piramidal e momento dipolar diferente de zero.
-
Questo 9 (2011-2)
a. Explique o fato de que BeF2 apolar enquanto OF2 polar.
BeF2 possui geometria linear fazendo com que os vetores momento de dipolo se
anulem, enquanto OF2 apresenta geometria angular e momento de dipolo diferente de
zero.
b. O ngulo da ligao O-S-O, no SO2 de 116o e todos os ngulos da ligao O-S-
O, no SO3 so de 120o. Como voc explica esta diferena?
As molculas de SO2 e SO3 apresentam arranjo trigonal plano, no entanto, SO2 tem um
par de eltrons no ligantes, fazendo com que o ngulo da ligao diminua, e que sua
geometria seja angular. A molcula de SO3 no possui pares de eltrons no ligantes e
sua geometria trigonal plana.
c. Qual a hibridao do tomo de carbono no fosgnio, Cl2CO? D uma
descrio completa das ligaes e nessa molcula.
C O
Cl
Cl
A molcula de fosgnio apresenta arranjo trigonal plano e geometria trigonal plana,
portanto a hibridao sp2.
As ligaes so formadas pelos orbitais hbridos do carbono e pelos orbitais p do Cl
ou O: (sp2-p). A ligao formada pelo orbital p no hibridizado do carbono e pelo
orbital p do oxignio: (p-p).
Questo 10 (2011-2)
Complete a tabela abaixo.
Espcie Geometria dos pares de eltrons Geometria Molecular (desenho e nome
da geometria)
Hibridao do tomo
central
CS2 C SS
arranjo linear
C SS
geometria linear
sp
ClF3 F Cl
F
F
F
F
....
Arranjo bipiramidal trigona
F Cl
F
F
Geometria em forma de T
dsp3
-
COCl2
C Cl
O
Cl
Arranjo trigonal plano
C Cl
O
Cl
Geometria trigonal plana
sp2
XeF5+ Xe
F
F
F
CH3
F
F
..
+
Arranjo octadrico
Xe
F
F
F
F
F
+
Geometria pirmide de base quadrada
d2sp
3
Questo 11 (2012-1)
As molculas SiF4, SF4 e XeF4 tm a frmula molecular do tipo XF4, mas as geometrias
moleculares so diferentes.
a. Complete a tabela abaixo com os nomes e os desenhos das geometrias de cada
molcula. Indique tambm a hibridizao do tomo central.
Espcie Geometria dos pares de eltrons Geometria molecular
Hibridizao
do tomo
central
SiF4 Si F
F
F F
Si F
F
F F Geometria tetradrica
sp3
SF4 F S
F
F
F
F
..
S
F
F
F
F
Geometria gangorra
dsp3
-
XeF4 Xe
F
F
F
CH3
CH3
F
..
..
Arranjo octadrico
Xe
F
F
F
F Geometria quadrtica-plana
d2sp
3
b. Explique as diferenas nas geometrias dessas quatro espcies.
As espcies apresentam geometrias distintas devido presena dos pares de eltrons
no ligantes.
Questo 12 (2012-1)
O triptofano (figura A) um aminocido essencial utilizado pelo crebro, juntamente
com a vitamina B3, a niacina e o magnsio, para produzir a serotonina (figura B), um
neurotransmissor importante nos processos bioqumicos do sono e do humor.
O
N
N
O
H
H
H
H HH
H
H
H
H
H
H
A
5
6
10
7
9
8
3
4
N
O
21
N
H
H
H
H
H
H
H
HH
HH
H
B
a. Qual a ligao mais polar em cada uma das molculas? Justifique.
A ligao mais polar, em ambos os casos, a ligao O-H, devido diferena de
eletronegatividade entre os tomos ligados.
b. Quantas ligaes e quantas ligaes h na molcula de triptofano?
Na molcula de triptofano h 5 ligaes e 28 ligaes .
c. D a hibridao dos tomos de carbono (1-10) na molcula de serotonina.
1, 2 sp3
3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10 sp2
d. Considere a ligao entre os carbonos 3 e 4 na molcula de serotonina. Indique
quais so os orbitais envolvidos na ligao e na ligao .
: sp2-sp
2
: p-p
