Ciências da NaturezaQuímica Geral (Ligações Químicas, Forças Intermoleculares e Geometria)Médio

Questão de Química Geral (Ligações Químicas, Forças Intermoleculares e Geometria) — ENEM

Em uma pesquisa de laboratório sobre solventes e suas aplicações para a saúde, estudantes comparam o dióxido de carbono (CO₂) e a água (H₂O). O professor explica que, embora ambas as moléculas tenham apenas três átomos, suas formas no espaço são diferentes. No CO₂, o átomo de carbono central não possui pares de elétrons livres, e os dois oxigênios se posicionam em lados opostos, formando uma molécula linear. Na água, o átomo de oxigênio central possui dois pares de elétrons não ligantes, que ocupam espaço e empurram os dois hidrogênios, fazendo com que a molécula adote um formato dobrado, com um ângulo de aproximadamente 104,5 graus entre as ligações. Essa diferença de geometria influencia diretamente a polaridade de cada substância. Considerando os pares de elétrons livres no oxigênio, qual é a geometria molecular correta da água?
AAngular, devido aos dois pares de elétrons livres no átomo central de oxigênio.
BLinear, porque os átomos se alinham em lados opostos do oxigênio central.
CTrigonal plana, porque o oxigênio se liga a três átomos em um mesmo plano.
DTetraédrica, porque o oxigênio forma quatro ligações iguais com hidrogênios.
EPiramidal, porque o oxigênio se liga a três hidrogênios formando uma pirâmide.

Gabarito comentado

A geometria molecular depende do número de ligantes e de pares de elétrons livres no átomo central, segundo a repulsão dos pares eletrônicos. Dois ligantes e dois pares livres geram geometria angular, como na água; dois ligantes sem pares livres geram geometria linear, como no CO₂, o que torna a água polar e o CO₂ apolar.

Resolução passo a passo

O texto informa que o oxigênio central da água possui dois pares de elétrons não ligantes, que ocupam espaço e repelem os dois hidrogênios, dobrando a molécula em um ângulo de cerca de 104,5 graus. Essa estrutura com dois ligantes e dois pares livres no átomo central corresponde à geometria angular. A geometria linear descreve o CO₂, em que não há pares livres no carbono e os átomos se alinham, o oposto do que ocorre na água. A trigonal plana exige três ligantes em um plano sem pares livres, situação que não corresponde à água. A tetraédrica e a piramidal pressupõem três ou quatro átomos ligados ao centro, enquanto a água tem apenas dois hidrogênios ligados ao oxigênio. Por isso a geometria correta é a angular.

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