GabaritoB — BF₃.
Gabarito: letra B. O trifluoreto de boro (BF₃) é a molécula que apresenta geometria trigonal planar, pois o átomo central (boro) forma três ligações covalentes simples com os átomos de flúor e não possui pares de elétrons não ligantes, resultando em um arranjo triangular plano com ângulos de 120° entre as ligações. Essa geometria é prevista pela Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (VSEPR), que considera tanto os pares ligantes quanto os não ligantes ao redor do átomo central.
A geometria molecular descreve a disposição espacial dos átomos em uma molécula, e é determinada pela repulsão entre os pares de elétrons (ligantes e não ligantes) ao redor do átomo central. O modelo VSEPR (do inglês Valence Shell Electron Pair Repulsion) estabelece que esses pares se organizam no espaço de forma a minimizar a repulsão entre si, e é essa organização que define o formato final da molécula. Para identificar a geometria, é preciso contar o número de átomos ligados ao átomo central (pares ligantes) e o número de pares de elétrons livres (não ligantes) presentes nele. A soma desses pares é chamada de número estérico, e cada combinação de pares ligantes e não ligantes corresponde a uma geometria específica.
No caso da geometria trigonal planar, o átomo central possui três pares ligantes e nenhum par não ligante (número estérico 3). Os três ligantes se distribuem nos vértices de um triângulo equilátero, no mesmo plano, com ângulos de ligação de 120°. O exemplo clássico é o BF₃, em que o boro (que tem três elétrons na camada de valência) compartilha seus três elétrons com três átomos de flúor, formando três ligações covalentes simples e ficando com o octeto completo (6 elétrons ao redor do boro, pois é uma exceção à regra do octeto). Como não há pares de elétrons livres no boro, a repulsão entre os três pares ligantes é simétrica, e a molécula assume o formato planar trigonal.
É importante distinguir a geometria trigonal planar da pirâmide trigonal e da angular, que são as confusões mais comuns. A pirâmide trigonal ocorre quando o átomo central tem três pares ligantes e um par não ligante (número estérico 4), como na amônia (NH₃): o par de elétrons livres "empurra" os três átomos de hidrogênio para baixo, formando uma pirâmide de base triangular. Já a geometria angular ocorre quando o átomo central tem dois pares ligantes e um ou dois pares não ligantes, como no dióxido de enxofre (SO₂) e na água (H₂O). A presença de pares livres comprime os ângulos de ligação, afastando a molécula do formato linear ou trigonal planar ideal.
A banca explora exatamente essa confusão entre o número de ligações e a geometria: moléculas com três ligações podem ser trigonal plana (BF₃) ou pirâmide trigonal (NH₃), dependendo da presença de pares de elétrons livres no átomo central. O candidato que decora apenas o número de ligações sem considerar os pares não ligantes tende a errar. Para acertar, é preciso desenhar a estrutura de Lewis da molécula e contar todos os pares de elétrons ao redor do átomo central, tanto os que participam das ligações quanto os que ficam livres. Esse é o critério decisivo que separa as alternativas desta questão.
O NF₃ (trifluoreto de nitrogênio) possui geometria pirâmide trigonal, não trigonal planar. O nitrogênio (grupo 15) tem cinco elétrons na camada de valência: três são usados nas ligações com os átomos de flúor e um par fica livre. Com três pares ligantes e um par não ligante, a repulsão do par livre comprime os ângulos e a molécula assume a forma de uma pirâmide de base triangular, semelhante à amônia (NH₃). A presença do par de elétrons não ligante é o que diferencia essa molécula do BF₃.
O BF₃ (trifluoreto de boro) é o exemplo clássico de geometria trigonal planar. O boro (grupo 13) tem três elétrons na camada de valência e forma três ligações covalentes simples com os átomos de flúor, utilizando todos os seus elétrons. Como não há pares de elétrons não ligantes no átomo central, os três pares ligantes se repelem igualmente e se distribuem em um plano, formando um triângulo equilátero com ângulos de 120°. Essa é a geometria prevista pelo modelo VSEPR para número estérico 3 com zero pares livres.
O CO₂ (dióxido de carbono) possui geometria linear, não trigonal planar. O carbono (grupo 14) forma duas ligações duplas com os átomos de oxigênio (ou duas ligações duplas equivalentes), e não possui pares de elétrons não ligantes. Com apenas dois pares ligantes ao redor do átomo central, a repulsão entre eles é mínima quando estão em lados opostos, formando um ângulo de 180°. A molécula é linear, com os três átomos alinhados.
O SO₂ (dióxido de enxofre) possui geometria angular (em forma de V), não trigonal planar. O enxofre (grupo 16) tem seis elétrons na camada de valência: forma duas ligações (uma dupla e uma simples, ou duas ligações equivalentes por ressonância) com os átomos de oxigênio e mantém um par de elétrons não ligante. Com dois pares ligantes e um par livre, a repulsão do par não ligante comprime o ângulo de ligação para aproximadamente 119°, resultando em uma molécula angular, semelhante à água (H₂O).
O NH₃ (amônia) possui geometria pirâmide trigonal, não trigonal planar. O nitrogênio (grupo 15) tem cinco elétrons na camada de valência: três são usados nas ligações com os átomos de hidrogênio e um par fica livre. Com três pares ligantes e um par não ligante, o par de elétrons livres exerce repulsão sobre os pares ligantes, empurrando os átomos de hidrogênio para baixo e formando uma pirâmide de base triangular, com ângulos de ligação de aproximadamente 107°. A presença do par não ligante é o que diferencia essa molécula do BF₃.
A regra de ouro para identificar a geometria molecular é sempre desenhar a estrutura de Lewis e contar os pares de elétrons ao redor do átomo central: o número de pares ligantes define quantos átomos estão ao redor, e o número de pares não ligantes define como eles se organizam. Para a geometria trigonal planar, são necessários exatamente três pares ligantes e nenhum par livre — como no BF₃. Memorize os exemplos clássicos: BF₃ (trigonal planar), NH₃ (pirâmide trigonal), SO₂ (angular) e CO₂ (linear).
Gabarito: letra B
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