Prova de Química: VSEPR e Geometria da Molécula de Água

Tema: teoria da repulsão dos pares de eletrons da camada de valência
Etapa/Série: 3º ano – Ensino Médio
Disciplina: Química
Questões: 1

Prova de Química – Teoria da Repulsão dos Pares de Eletrons da Camada de Valência

Abaixo estão as questões propostas para avaliação dos alunos do 3º ano do Ensino Médio, com foco na Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (VSEPR). A prova aborda diferentes complexidades e destaca a importância de compreender essa teoria no entendimento das estruturas moleculares.

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Questões

Questão 1 – Dissertativa (10 pontos)

Analise o seguinte cenário: Um grupo de estudantes está discutindo a estrutura molecular da água (H₂O) e sua forma, que é frequentemente descrita como um ângulo de ligação de aproximadamente 104,5°. Um estudante argumenta que a forma da molécula é linear, enquanto outro sustenta que ela é angular devido à repulsão dos pares de elétrons da camada de valência.

Baseando-se na Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (VSEPR), explique:

1. Como a teoria VSEPR pode ser aplicada para descrever a geometria da molécula de água.
2. O que causa a repulsão dos pares de elétrons na camada de valência, levando à formação de ângulos de ligação específicos. Use diagramas se necessário para ilustrar sua explicação.

Gabarito

Questão 1 – Dissertativa

Modelo de resposta:

1. A Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (VSEPR) preconiza que a forma de uma molécula é determinada pela disposição dos pares de elétrons ao redor do átomo central, de maneira a minimizar a repulsão entre eles. No caso da água (H₂O), o oxigênio central possui dois pares de elétrons não ligantes e dois pares de elétrons ligantes (relacionados aos hidrogênios). Apesar de os pares não ligantes ocuparem mais espaço do que os pares de elétrons ligantes devido à sua maior repulsão, resulta em uma geometria angular, com ângulos de ligação de aproximadamente 104,5°. O estudante que diz que a molécula é linear está incorreto, pois isso não considera as interações dos pares não ligantes.
2. A repulsão dos pares de elétrons da camada de valência é causada pelas forças eletrostáticas entre as cargas negativas dos elétrons. Os pares de elétrons não ligantes se repelem com mais intensidade do que os pares ligantes, devido à sua capacidade de se expandir e ocupar um volume de espaço maior. Isso leva à formação de uma geometria onde os pares ligantes se orientam o mais longe possível uns dos outros, criando os ângulos de ligação específicos encontrados em moléculas como a água. Diagramas mostrando as nuvens eletrônicas e a geometria angular poderiam ajudar a visualizar esse conceito.

Justificativa: A resposta deve refletir a aplicação da teoria VSEPR para descrever a geometria molecular da água e a influência dos pares de elétrons sobre os ângulos de ligação. É importante que o aluno demonstre compreensão do conceito de repulsão e a diferença entre pares ligantes e não ligantes. Diagramas visuais, se incluídos, devem corroborar sua explicação.

Essa avaliação tem como objetivo não apenas testar o conhecimento dos alunos sobre a teoria da repulsão, mas também incentivá-los a relacionar essas informações a contextos práticos e a formar um entendimento profundo sobre a geometria das moléculas.