Escreva a estrutura de Lewis para:
Passo 1
O enunciado pede a estrutura de Lewis do íon
.
Informações dadas e o que precisamos encontrar:
- A espécie é
: um átomo de fósforo e seis átomos de cloro, com carga total . - Precisamos desenhar a estrutura de Lewis: distribuição dos pares eletrônicos (ligações e pares isolados) e verificar as cargas formais.
Passo 2
Contagem dos elétrons de valência (passo essencial antes de desenhar a estrutura).
Explicação rápida: elétrons de valência são os elétrons mais externos que participam de ligações. Para átomos do mesmo período do elemento, usa-se o número do grupo da tabela periódica como número de elétrons de valência.
Cálculo:
- Fósforo (
): possui elétrons de valência. - Cloro (
): cada possui elétrons de valência; existem átomos de , então elétrons. - A carga do íon é
, isso significa 1 elétron a mais no total.
Somando:
Ou seja, há
elétrons para distribuir, que equivalem a
pares eletrônicos.
Passo 3
Escolha do átomo central.
Regra prática: o átomo menos eletronegativo (entre os presentes) e que pode acomodar vários ligantes costuma ser o central. Aqui
é menos eletronegativo que
e é o único candidato razoável para ser central. Logo, coloca-se
no centro e os
ao redor.
Passo 4
Montagem da estrutura esquelética com ligações simples e subtração dos elétrons usados nas ligações.
Cada ligação simples usa
elétrons. Se ligarmos
a cada um dos
com uma ligação simples, usamos:
Restam:
para distribuir como pares isolados (lone pairs).
Passo 5
Distribuição dos elétrons restantes para completar os octetos dos átomos externos (as regras do octeto).
Regra usual: primeiro coloque pares isolados nos átomos externos (
), completando seus octetos, antes de colocar pares no átomo central.
Cada
ligado por uma ligação simples já tem
elétrons naquela ligação; precisa de mais
elétrons (três pares) para completar
. Para os
:
exatamente os
elétrons que tínhamos sobrando. Portanto, cada
recebe três pares isolados e fica com octeto completo. Todos os elétrons foram usados.
Resultado da distribuição:
está ligado a seis
por ligações simples;
não tem pares isolados e está rodeado por
pares de ligação (ou seja, 12 elétrons ao seu redor).
Observação sobre a “regra do octeto”: elementos do terceiro período (como
) podem expandir o octeto e acomodar mais que 8 elétrons (por exemplo, SF6,
etc.). Aqui o fósforo tem 12 elétrons ao redor — isso é permitido.
Passo 6
Cálculo das cargas formais para verificar a melhor estrutura e onde fica a carga do íon.
Fórmula da carga formal:
onde
-
é o número de elétrons de valência do átomo livre, -
é o número de elétrons não compartilhados (pares isolados) no átomo na estrutura, -
é o número total de elétrons envolvidos em ligações com o átomo (cada ligação conta com seus 2 elétrons).
Para cada
:
-
, -
(três pares isolados), -
(uma ligação simples).
Para o
:
-
, -
(nenhum par isolado no P na estrutura), -
(seis ligações simples × elétrons cada = elétrons de ligação).
Soma das cargas formais:
, que bate com a carga total do íon.
Breve comentário didático: a carga formal é um método de contabilidade eletrônica útil para avaliar distribuições de carga em estruturas de Lewis; não confundir com o estado de oxidação (que é outra forma de contar elétrons, usando regras diferentes).
Passo 7
Interpretação final e desenho verbal da estrutura de Lewis.
- Estrutura: átomo central
ligado a seis átomos de por ligações simples. - Cada
tem três pares isolados (três pares de pontos ao redor de cada ), garantindo o octeto de cada cloro. - O
fica com ligações (12 elétrons ao redor) — caráter de octeto expandido, permitido para fósforo. - Cargas formais:
com carga formal ; com carga formal ; carga total do íon .
Um exemplo visual simplificado (descrição):
repetido para os seis
, com cada
mostrando três pares isolados e o colchete indicando a carga
.
Resposta
Central
ligado a seis
por ligações simples; cada
tem três pares isolados (octeto completo); carga total
(carga formal
em
,
com carga formal
).