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GEOMETRIA MOLECULAR E F. ESTRUTURAL DE UM CÁTION

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GEOMETRIA MOLECULAR E F. ESTRUTURAL DE UM CÁTION Empty GEOMETRIA MOLECULAR E F. ESTRUTURAL DE UM CÁTION

Mensagem por VictorHLBarc Sex 05 Mar 2021, 15:56

(UFRGS) Observe a seguinte figura.
GEOMETRIA MOLECULAR E F. ESTRUTURAL DE UM CÁTION Cation10
Essa figura corresponde à representação tridimensional da espécie
(A) CH3 +
(B) NH4 +
(C) H3O+ 
(D) PH3 
(E) BF3
Gabarito: Alternativa C


Por gentileza, gostaria de entender como ficará as formulas estruturais dos cátions e o porquê da alternativa C. Estou confuso com o Nitrogênio do amônio fazendo 4 ligações mesmo perdendo elétron e o carbono fazendo 3 com um elétron a menos. 

VictorHLBarc
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GEOMETRIA MOLECULAR E F. ESTRUTURAL DE UM CÁTION Empty Re: GEOMETRIA MOLECULAR E F. ESTRUTURAL DE UM CÁTION

Mensagem por Lucasarcosseno Sex 05 Mar 2021, 21:35

Olá. De início, podemos já anular as alternativas D e E, visto que nem o PH3 nem o BF3 são cátions. Numericamente podemos anular o amônio, pois na figura vemos que o íon é formado pela ligação de 4 átomos. Assim, nos resta analisar se é o H3O+ ou o CH3+. O que nos dirá isso será a geometria da espécie: no H3O+ há a presença de um par de elétrons não-ligante (o outro par foi utilizado para realizar a ligação com o H+). Assim, esse par de elétrons vai causar repulsão com os domínios de pares ligantes, forçando-as a se disporem para baixo, em um arranjo tetraédrico. A geometria do H3O+ é, portanto, piramidal trigonal, como na figura. Já o CH3+, este não possui pares de elétrons não-ligante, mas apenas 3 domínios de elétrons ligantes. Tal íon possui uma geometria trigonal plana.  

A resposta é, portanto, a letra C, H3O+. 

Respondendo sua pergunta: o amônio não perde seus elétrons, mas a amônia (NH3) que os usa para se ligar a um hidrogênio ácido (H+) por ligação covalente dativa. Quando isso ocorre, sua carga formal passa de 5 para 4, o que confere à espécie uma carga de +1, transformando-se em NH4+.
 Sobre o CH3+, pensemos no CH4 que, por meio de alguma reação, perdeu um hidrogênio com os 2 dois elétrons da ligação sigma. Temos aí a formação do carbocátion. O natural é o carbono fazer 4 ligações, justamente por ele está fazendo 3, sem está comportando qualquer "elétron extra", que o CH3+ tem carga positiva. 
Receio que minha explicação tenha ficada um pouco confusa, mas consegues compreender?
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GEOMETRIA MOLECULAR E F. ESTRUTURAL DE UM CÁTION Empty Re: GEOMETRIA MOLECULAR E F. ESTRUTURAL DE UM CÁTION

Mensagem por VictorHLBarc Sab 06 Mar 2021, 15:44

Entendi sim, obrigado. Eu só não tinha conhecimento de carga formal, mas pela sua explicação com base na geometria molecular já foi possível entender.

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GEOMETRIA MOLECULAR E F. ESTRUTURAL DE UM CÁTION Empty Re: GEOMETRIA MOLECULAR E F. ESTRUTURAL DE UM CÁTION

Mensagem por Lucasarcosseno Sab 06 Mar 2021, 16:25

Ótimo! Eu falei da carga formal só para explicar que a carga do nitrogênio muda com a chegada do H+. Mas acho melhor apenas pensar o seguinte: a molécula de NH3 estava neutra e depois ela recebe um H+. 0 + 1 = +1 . Logo a carga do NH4+ é positiva.
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