Qual é a geometria de cada uma das moléculas: CH₄ e PH₃?

Resumo da resposta em 1-2 frases

A geometria molecular do metano (CH_4) é tetraédrica, enquanto a da fosfina (PH_3) é piramidal trigonal.

Explicação Didática

Para determinar a geometria das moléculas, utilizamos a teoria VSEPR (Repulsão dos Pares Eletrônicos da Camada de Valência), que considera a disposição dos pares de elétrons ao redor do átomo central para minimizar a repulsão.

1. Análise da Molécula de Metano (CH_4)

• Átomo Central: Carbono (C), pertencente ao Grupo 14 da tabela periódica. Possui 4 elétrons de valência.
• Ligações: Liga-se a 4 átomos de Hidrogênio (H). Cada ligação consome 1 elétron do carbono.
• Pares de Elétrons:
• Pares ligantes: 4
• Pares isolados: 0 (todos os 4 elétrons participam da ligação).
• Geometria: Com 4 domínios eletrônicos iguais e sem pares isolados, a disposição espacial forma um Tetraedro. Todos os ângulos são de aproximadamente $109,5^\circ$.

2. Análise da Molécula de Fosfina (PH_3)

• Átomo Central: Fósforo (P), pertencente ao Grupo 15. Possui 5 elétrons de valência.
• Ligações: Liga-se a 3 átomos de Hidrogênio. São consumidos 3 elétrons do fósforo.
• Pares de Elétrons:
• Pares ligantes: 3
• Pares isolados: 1 (sobram 2 elétrons, formando 1 par não ligante).
• Geometria: O arranjo eletrônico é tetraédrico (3 ligações + 1 par isolado = 4 domínios). No entanto, o par isolado exerce maior repulsão que os pares ligantes, empurrando as ligações para baixo.
• Resultado: A geometria observada é Piramidal Trigonal (semelhante a uma pirâmide de base triangular).

Análise Comparativa

A diferença crucial entre as duas moléculas reside na presença do par isolado no átomo central da PH_3.

Conclusão

A geometria correta para a questão apresentada é Tetraédrica para $CH_4$ e Piramidal Trigonal para $PH_3$. Se houver alternativas num teste, procure a opção que contenha essa combinação específica.