Escreva as formulas de Lewis para o tri-indeto de aluminio e para o petafluoreto de fósfora. Is compostos seguem a regra do octeto?

Passo 1

O enunciado pede duas coisas: (1) escrever as fórmulas/estruturas de Lewis para o tri‑iodeto de alumínio \mathrm{AlI_3} e para o petafluoreto de fósforo \mathrm{PF_5}; (2) dizer se esses compostos obedecem à regra do octeto.
Informações dadas pelo enunciado: os dois compostos que preciso analisar são \mathrm{AlI_3} e \mathrm{PF_5}. Nada mais foi dado explicitamente — vou usar as informações padrão da tabela periódica (números de elétrons de valência) para construir as estruturas.

Passo 2

Método passo a passo que vou usar (sempre útil na prova):
  1. Contar os elétrons de valência totais do conjunto de átomos.
  2. Escolher o átomo central (normalmente o menos eletronegativo; H nunca é central).
  3. Fazer ligações simples entre o átomo central e os átomos periféricos; cada ligação usa 2 elétrons.
  4. Subtrair os elétrons das ligações do total e distribuir os elétrons remanescentes como pares não ligantes primeiro nos átomos periféricos para completar seus octetos.
  5. Verificar o átomo central: se não tiver octeto, considerar se isso é permitido (elementos do 3º período ou além podem expandir o octeto) ou se precisamos formar ligações múltiplas.
  6. Checar cargas formais para ver se a estrutura é razoável.
    Fórmula para carga formal (útil): \text{carga formal} = \text{elétrons de valência do átomo livre} - (\text{elétrons não ligantes} + \tfrac{1}{2}\times\text{elétrons em ligações})éêáéãéçõ.
    Agora aplico esse método em cada composto, explicando tudo passo a passo.

Passo 3

Estrutura de Lewis de \mathrm{AlI_3}: contagem de elétrons e esqueleto.
  • Elétrons de valência: alumínio (Al) tem 3 elétrons de valência; iodo (I) tem 7.
  • Total de elétrons de valência: \;3 + 3\times 7 = 3 + 21 = 24.
  • Escolha do átomo central: \mathrm{Al} é menos eletronegativo que \mathrm{I}, logo \mathrm{Al} fica no centro, com três átomos \mathrm{I} ao redor.
  • Colocando ligações simples: faço três ligações Al–I; cada ligação consome 2 elétrons, então uso 3\times 2 = 6 elétrons. Elétrons restantes: \;24 - 6 = 18.

Passo 4

Distribuição dos elétrons não ligantes em \mathrm{AlI_3} e verificação do octeto.
  • Distribuo os 18 elétrons restantes nos três iodos: cada iodo recebe 6 elétrons como pares livres (isto é, três pares), porque cada iodo já tem uma ligação (2 elétrons) e precisa de mais 6 para completar 8 elétrons no total. Verificação: 3\times 6 = 18 — bate certinho.
  • Resultado final: estrutura com \mathrm{Al} ligado a três \mathrm{I} por ligações simples; cada \mathrm{I} tem três pares solitários.
  • Quantos elétrons tem o alumínio no entorno na estrutura? Tem apenas os 3 pares vindos das três ligações = 6 elétrons, ou seja, \mathrm{Al} fica com 6 elétrons (não tem octeto completo).
  • Cálculo rápido de cargas formais para confirmar plausibilidade:
    • Para \mathrm{Al}: \text{cf} = 3 - (0 + \tfrac{1}{2}\times 6) = 3 - 3 = 0.
    • Para cada \mathrm{I}: \text{cf} = 7 - (6 + \tfrac{1}{2}\times 2) = 7 - 7 = 0.
      Todas cargas formais são zero, então essa é a estrutura de Lewis aceitável.
  • Conclusão parcial: \mathrm{AlI_3} na forma simples de Lewis mostra o alumínio com apenas 6 elétrons — portanto, não obedece à regra do octeto para o Al; é um composto “deficiente em elétrons”. (Na prática, \mathrm{AlI_3} tende a dimerizar formando \mathrm{Al_2I_6} com iodos de ponte para reduzir a deficiência, mas isso é detalhe estrutural além da Lewis simples.)

Passo 5

Estrutura de Lewis de \mathrm{PF_5}: contagem de elétrons e esqueleto.
  • Elétrons de valência: fósforo § tem 5 elétrons de valência; flúor (F) tem 7.
  • Total de elétrons de valência: \;5 + 5\times 7 = 5 + 35 = 40.
  • Átomo central: \mathrm{P} é menos eletronegativo que \mathrm{F}, então \mathrm{P} fica no centro com cinco \mathrm{F} ao redor.
  • Colocando ligações simples: faço cinco ligações P–F; cada ligação usa 2 elétrons, total 5\times 2 = 10 elétrons. Elétrons restantes: \;40 - 10 = 30.

Passo 6

Distribuição dos elétrons não ligantes em \mathrm{PF_5} e verificação do octeto.
  • Distribuo os 30 elétrons nos cinco flúores: cada F recebe 6 elétrons (três pares) como pares livres, porque cada F já participa de uma ligação de 2 elétrons e precisa de 6 para completar 8. Verificação: 5\times 6 = 30.
  • Resultado final: estrutura com \mathrm{P} ligado a cinco \mathrm{F} por ligações simples; cada \mathrm{F} tem três pares solitários.
  • Quantos elétrons tem o fósforo no entorno? Tem 5 ligações → 5\times 2 = 10 elétrons ao redor de \mathrm{P}. Isso é um octeto expandido (10 elétrons), portanto o \mathrm{P} não segue a regra do octeto estritamente.
  • Cálculo de cargas formais:
    • Para \mathrm{P}: \text{cf} = 5 - (0 + \tfrac{1}{2}\times 10) = 5 - 5 = 0.
    • Para cada \mathrm{F}: \text{cf} = 7 - (6 + \tfrac{1}{2}\times 2) = 7 - 7 = 0.
      Tudo com carga formal zero → estrutura plausível e estável.
  • Observação didática: elementos do terceiro período (como \mathrm{P}) e abaixo podem formar octetos expandidos — isso explica por que \mathrm{PF_5} é estável apesar de o fósforo ter 10 elétrons de valência na sua camada externa na estrutura de Lewis.

Passo 7

Resumo prático para a prova (como desenhar rápido):
  • Para \mathrm{AlI_3}: coloque \mathrm{Al} no centro, três ligações simples para três \mathrm{I}; complete os iodos com três pares livres cada; verifique que Al fica com 6 elétrons — marque isso e responda que não obedece ao octeto para Al.
  • Para \mathrm{PF_5}: coloque \mathrm{P} no centro, cinco ligações simples para cinco \mathrm{F}; complete cada F com três pares livres; verifique que P tem 10 elétrons — marque que P tem octeto expandido (não obedece estritamente ao octeto).
    Pronto — agora você tem a técnica e os exemplos prontos para repetir na prova.

Resposta

\mathrm{AlI_3}: Al central ligado a três I por ligações simples; cada I com três pares solitários. O Al tem 6 elétrons ao redor (não obedece ao octeto).
\mathrm{PF_5}: P central ligado a cinco F por ligações simples; cada F com três pares solitários. O P tem 10 elétrons ao redor (octeto expandido; não obedece estritamente ao octeto).

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