Escreva a estrutura de Lewis dos íons:
(pentacloreto de fósforo) e (
)
Passo 1
O enunciado pede para eu escrever as estruturas de Lewis de
(pentacloreto de fósforo) e
. As informações relevantes que vou usar (vindas da tabela periódica, isto é, os números de elétrons de valência típicos): para fósforo
uso
elétrons de valência; para cloro
uso
elétrons de valência; para enxofre
uso
elétrons de valência; para flúor
uso
elétrons de valência. Não há outras informações no enunciado, então vou contar elétrons totais, montar a estrutura esquelética (átomo central ligado aos periféricos), distribuir pares de elétrons como pares ligantes e pares isolados, e checar cargas formais e a permissão de octeto expandido para átomos do período
(como
e
).
Passo 2
Conceito e fórmula útil: para fazer a estrutura de Lewis nós:
- contamos os elétrons de valência totais;
- escolhemos o átomo central (normalmente o menos eletronegativo, exceto o hidrogênio);
- ligamos o central aos periféricos com ligações simples inicialmente (cada ligação usa
elétrons); - distribuímos os elétrons restantes como pares isolados primeiro nos átomos periféricos para completar seus octetos;
- se ainda sobrar elétrons, colocamos no átomo central; se faltar, consideramos ligações múltiplas ou octeto expandido quando permitido.
Fórmula para carga formal (útil para checar):
Passo 3
Vamos começar por
. Primeiro contamos elétrons de valência totais:
Logo temos
elétrons para distribuir, isto é
pares de elétrons. Escolhemos
como átomo central (menos eletronegativo que
) e ligamos as cinco
a
com ligações simples.
Passo 4
Cada ligação simples consome
elétrons. Com
ligações gastamos:
Sobraram
Esses
elétrons (ou
pares) devem ser colocados preferencialmente como pares isolados nos átomos periféricos (
) para completar os octetos deles. Cada
precisa de
pares isolados (
elétrons) além da ligação para completar o octeto. Para
isso consome:
Exatamente os
elétrons restantes. Assim não sobra elétron para o fósforo como pares isolados.
Passo 5
Concluímos a montagem de
: o fósforo central forma 5 ligações simples com cinco cloros; cada cloro tem 3 pares isolados (seis elétrons) além da ligação. O fósforo, portanto, fica com
ligações — ou seja, com
elétrons na sua “camada de valência” (expandiu o octeto), o que é permitido para elementos do período
em diante porque esses átomos têm orbital
disponível para acomodar elétrons extras. Agora verificamos cargas formais para garantir a razoabilidade: para
em cada ligação:
para
:
Todas cargas formais são zero — ótima estrutura de Lewis.
Passo 6
Agora
. Contamos elétrons de valência totais:
Isto é
pares de elétrons. Escolhemos
como átomo central (menos eletronegativo que
) e ligamos seis
a
com ligações simples.
Passo 7
Cada ligação simples consome
elétrons; com
ligações gastamos:
Sobraram
Colocamos esses
elétrons como pares isolados nos átomos fluor (os periféricos). Cada
precisa de
pares isolados (
elétrons) além da ligação para completar o octeto. Para
:
De novo, exatamente o que resta. O enxofre termina com
ligações simples e nenhum par isolado, portanto com
elétrons ao redor — octeto expandido (permitido para
, período
).
Passo 8
Verificamos as cargas formais em
: para cada flúor
para o enxofre
Todas cargas formais são zero — estrutura estável. Também vale comentar (por leitura rápida de VSEPR):
tem geometria trigonal bipiramidal;
tem geometria octaédrica. Essas geometrias vêm do arranjo dos pares ligantes ao redor do átomo central para minimizar repulsões.