PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 34 do IME 2018

Prova objetiva · Química · Química: Geometria molecular e polaridade

Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, a estrutura do íon \mathbf{ICl_4^+} e o tipo de hibridização de seu átomo central.

Quatro possíveis estruturas tridimensionais do cátion ICl₄⁺, identificadas por I, II, III e IV, representadas entre colchetes com carga positiva (+): I mostra geometria de gangorra (iodo central ligado a quatro cloros e com um par de elétrons isolado na posição equatorial); II mostra geometria planar quadrada (iodo com quatro cloros e dois pares de elétrons em posições axiais opostas); III mostra geometria derivada de gangorra sem elétrons livres explícitos; IV mostra geometria tetraédrica sem elétrons livres explícitos.

  1. A
    III, \text{sp}^3
  2. B
    I, \text{sp}^3\text{d}
  3. C
    II, \text{sp}^3\text{d}^2
  4. D
    IV, \text{sp}^3
  5. E
    III, \text{sp}^3\text{d}
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Resolução comentada

Primeiro, conte os elétrons de valência do iodo central. O iodo tem 7 elétrons de valência. Como o íon tem carga +1, ele perdeu 1 elétron, e sobram 7-1=6 elétrons no iodo.

Cada cloro faz uma ligação simples com o iodo e usa 1 desses elétrons. São 4 ligações, então 6-4=2 elétrons, ou seja, 1 par de elétrons livres no iodo.

Agora conte as regiões de densidade eletrônica ao redor do iodo:

  1. 4 ligações \text{I–Cl};
  2. 1 par isolado.

Total: 5 regiões. Pela teoria da repulsão dos pares de elétrons (VSEPR), 5 regiões levam a uma bipirâmide trigonal. A hibridização correspondente é \text{sp}^3\text{d}, que mistura 1 orbital s, 3 orbitais p e 1 orbital d.

O par isolado ocupa uma posição equatorial, onde sofre menos repulsão. A geometria molecular, que considera só os átomos, é então gangorra ("seesaw"). Ela corresponde à estrutura I, que mostra os quatro cloros (2 axiais e 2 equatoriais) e o par livre no plano equatorial.

A estrutura III não mostra o par isolado e a IV é tetraédrica, o que exigiria \text{sp}^3 e 4 regiões. A II é quadrado planar, com 6 regiões e \text{sp}^3\text{d}^2, o que serviria para \ce{ICl4-}, não para o cátion.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa C engana quem confunde \ce{ICl4+} com o ânion \ce{ICl4-}, que é quadrado planar.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ANão considera o par isolado do iodo; a estrutura III e a hibridização \text{sp}^3 não correspondem a 5 regiões eletrônicas.
  • CQuadrado planar com \text{sp}^3\text{d}^2 vale para o \ce{ICl4-} (2 pares livres), não para o cátion.
  • DTetraedro com \text{sp}^3 ignora o par de elétrons livres do iodo.
  • EA hibridização está certa, mas a estrutura III omite o par isolado e não representa a gangorra.

Assunto: Geometria molecular e polaridade.

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Fonte: IME 2018 · Prova objetiva. Prova oficial ↗