Questão 108 — ENEM 2019Caderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Ligações Químicas / Estruturas de Lewis / Exceções à Regra do Octeto
• ⚡ Nível: Difícil — exige contar, um a um, elétrons compartilhados e isolados em um composto que foge do padrão normalmente ensinado (octeto "fechado")
• 🎯 Tema/Habilidade: Construção da fórmula de Lewis do XeF₂ e reconhecimento do octeto expandido em compostos de gases nobres
• 🏆 Gabarito: C — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Ao desenhar a estrutura de Lewis do XeF₂, quantos elétrons aparecem ao redor do átomo de xenônio?"
• Palavras-chave decisivas: fórmula de Lewis, camada de valência, átomo do gás nobre
• Armadilha típica: aplicar cegamente a regra do octeto e marcar 8, ignorando que o próprio texto avisa que essa regra não pode ser aceita "acriticamente" nesses compostos
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de montar a estrutura de Lewis do XeF₂ contando corretamente pares ligantes e pares isolados sobre o Xe, mesmo quando o total ultrapassa oito

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Elétrons de valência: são os elétrons da última camada, responsáveis pelas ligações químicas. O Xe (5s²5p⁶) tem 8; o F (2s²2p⁵) tem 7.
• Regra do octeto: modelo segundo o qual átomos tendem a ficar com 8 elétrons na camada de valência ao se ligar; é útil, mas não é uma lei universal — moléculas como XeF₂, SF₆ e PCl₅ apresentam octeto expandido.
• Estrutura de Lewis: representação em que cada ligação covalente é um par de elétrons compartilhado entre dois átomos, e cada par não compartilhado é um par isolado (lone pair) exclusivo de um átomo.
• Contagem de elétrons ao redor de um átomo central: soma-se 2 elétrons para cada par isolado mais 2 elétrons para cada ligação simples que o átomo faz (a ligação "conta" para ambos os átomos envolvidos, pois o par é compartilhado).

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "xenônio (camada de valência 5s²5p⁶)" → revela que o Xe entra na ligação com 8 elétrons de valência disponíveis antes de formar qualquer ligação.
• Evidência 2: "dois átomos do halogênio flúor (...) se ligam covalentemente ao átomo de gás nobre para ficarem com oito elétrons de valência" → essa informação é sobre o flúor, não sobre o xenônio: cada F, que já tem 7 elétrons, precisa de apenas 1 elétron a mais, logo basta uma ligação simples Xe–F para cada átomo de flúor completar seu próprio octeto.
• Síntese: como cada F só demanda uma ligação simples, o Xe usa apenas 2 dos seus 8 elétrons de valência originais para formar as duas ligações (1 elétron por ligação), sobrando 6 elétrons no Xe como 3 pares isolados. Somando os pares isolados aos elétrons das ligações (contados também do lado do Xe), chega-se ao total pedido pela questão.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Levantar os elétrons de valência de cada átomo

• Xe: camada 5s²5p⁶ → 8 elétrons de valência.
• F (cada um): camada 2s²2p⁵ → 7 elétrons de valência, faltando apenas 1 elétron para completar o octeto (2s²2p⁶).

Subpasso 4.2 — Montar as ligações covalentes Xe–F

Como cada flúor precisa de somente 1 elétron extra, cada ligação Xe–F é simples (um único par compartilhado), e não dupla. São necessárias 2 ligações simples — uma para cada átomo de F — totalizando F–Xe–F.

Nessas 2 ligações, o Xe "empresta" 1 elétron para cada F, ou seja, usa 2 dos seus 8 elétrons de valência originais nas ligações.

Subpasso 4.3 — Contar os elétrons remanescentes no Xe e verificar o total

Elétrons do Xe que sobram fora das ligações: 8 − 2 = 6 elétrons, organizados em 3 pares isolados sobre o próprio Xe.

Agora soma-se, na estrutura de Lewis, tudo o que está "desenhado" ao redor do átomo de Xe:

• 3 pares isolados → 3 × 2 = 6 elétrons
• 2 pares ligantes (ligações Xe–F) → 2 × 2 = 4 elétrons (o par de cada ligação é contado inteiro em volta do Xe, pois pertence simultaneamente às duas camadas de valência que ele une)

Total ao redor do Xe = 6 + 4 = 10 elétrons.

Confirmação por outro caminho (balanço geral da molécula): elétrons de valência totais = 8 (Xe) + 7 + 7 (2 F) = 22. Usados em ligações: 2 × 2 = 4. Restam 18 elétrons como pares isolados, sendo 12 nos dois flúores (3 pares em cada, completando o octeto de cada F) e 6 no Xe (3 pares). Somando os pares isolados do Xe (6) aos elétrons das duas ligações (4), o resultado é o mesmo: 10. Essa configuração corresponde à notação VSEPR AX₂E₃ — 5 domínios eletrônicos ao redor do Xe, geometria de pares eletrônicos bipiramidal trigonal e geometria molecular linear (F–Xe–F em 180°), com os 3 pares isolados ocupando as posições equatoriais.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) 6

❌ Incorreta: corresponde apenas aos 3 pares isolados do Xe (3 × 2 = 6), mas ignora os 4 elétrons que estão nas duas ligações Xe–F e que também fazem parte da camada de valência representada ao redor do átomo central na estrutura de Lewis.

B) 8

❌ Incorreta: é o valor "esperado" caso se aplicasse a regra do octeto de forma automática, como se o Xe se comportasse como um átomo comum que busca 8 elétrons. É exatamente a armadilha que o texto do enunciado antecipa ao dizer que "não se pode aceitar acriticamente a regra do octeto" — o Xe no XeF₂ não segue esse padrão.

C) 10

✅ Correta: somando os 3 pares isolados (6 elétrons) aos 2 pares ligantes (4 elétrons) desenhados ao redor do átomo de xenônio na fórmula de Lewis do XeF₂, chega-se a 10 elétrons na camada de valência do Xe — um octeto expandido, possível porque o xenônio, no 5º período, dispõe de orbitais d de valência que permitem acomodar mais de 8 elétrons.

D) 12

❌ Incorreta: esse valor surgiria de um erro de contagem em que se somam os 8 elétrons de valência originais do Xe aos 4 elétrons das duas ligações sem perceber que 2 desses 8 elétrons originais já foram usados para formar as próprias ligações (não se pode contá-los duas vezes).

E) 14

❌ Incorreta: esse número extrapola até mesmo o total de elétrons de valência disponíveis para o átomo de xenônio nesse composto; poderia surgir de uma confusão entre os elétrons de valência do Xe e os elétrons de valência trazidos pelos dois átomos de flúor (2 × 7 = 14), que pertencem à camada de valência do flúor, não à do xenônio.

🏆 Gabarito: C — a estrutura de Lewis do XeF₂ mostra 3 pares isolados e 2 pares ligantes ao redor do xenônio, totalizando 10 elétrons em sua camada de valência, um exemplo clássico de octeto expandido.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: só a contagem completa — pares isolados mais pares ligantes — leva a 10; qualquer atalho que ignore um desses dois grupos de elétrons erra o resultado.
• Padrão de cobrança: o ENEM usa esse tipo de questão para testar se o estudante entende a regra do octeto como um modelo útil, mas não absoluto, cobrando a aplicação prática em casos-limite (octeto expandido, octeto incompleto) em vez da simples memorização da "regra dos 8 elétrons".
• Generalização: para contar elétrons de valência ao redor de qualquer átomo central em uma estrutura de Lewis, use sempre: (nº de pares isolados × 2) + (nº de ligações simples × 2, ou o dobro do nº de elétrons compartilhados em ligações múltiplas), nunca some elétrons de ligação a elétrons de valência originais sem descontar o que já foi usado.
• Dica de eliminação rápida: quando o enunciado avisa explicitamente que a regra do octeto está sendo "quebrada", desconfie de qualquer alternativa que traga exatamente o número 8 — costuma ser a armadilha da leitura automática; refaça a contagem elétron por elétron antes de marcar.
• Conexões: o mesmo raciocínio de octeto expandido aparece em compostos como SF₆, PCl₅ e ClF₃, e se conecta à Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (VSEPR), usada para prever a geometria molecular a partir do número de pares ligantes e isolados.