Explique por que o composto PF5 existe, enquanto o composto NF5 não existe.

Passo 1

O enunciado pede para compararmos por que o composto \mathrm{PF_5} existe, enquanto o composto \mathrm{NF_5} não existe. O conteúdo envolve a teoria de Lewis (contagem de elétrons de valência e regra do octeto) e a possibilidade de expansão do octeto por átomos de período maior (uso de orbitais d).

Passo 2

Na teoria de Lewis nós:
  1. Contamos os elétrons de valência de cada átomo.
  2. Distribuímos pares de elétrons para formar ligações até completar o octeto (ou expandi‐lo quando permitido).
    Átomos do segundo período (como o N) só podem ter no máximo 8 elétrons ao seu redor. Átomos do terceiro período em diante (como o P) podem, em princípio, usar orbitais d para acomodar mais de 8 elétrons.

Passo 3

Para \mathrm{PF_5}:
  • Elétrons de valência: \mathrm{P} tem 5 e cada \mathrm{F} tem 7, totalizando
5 + 5\times 7 = 40
elétrons de valência.
  • Formamos cinco ligações P–F, consumindo 5\times 2 = 10 elétrons.
  • Restam 40 - 10 = 30 elétrons para completar os octetos dos átomos de flúor (cada F recebe 6 elétrons não ligantes +2 compartilhados =8).
  • O fósforo, portanto, acaba com 10 elétrons ao seu redor, violando o octeto, mas, sendo do terceiro período, ele pode usar orbitais 3d para acomodar esses elétrons extras.

Passo 4

Por ter orbitais d disponíveis, o fósforo expande seu octeto para 10 elétrons, resultando numa estrutura estável de geometria trigonal bipiramidal segundo o modelo VSEPR. Assim, \mathrm{PF_5} é isolável e bem conhecido.

Passo 5

Para \mathrm{NF_5}:
  • A contagem de elétrons é idêntica: 5 + 5\times 7 = 40 elétrons.
  • Se tentássemos formar cinco ligações N–F, o nitrogênio ficaria com 10 elétrons em sua camada de valência, violando o octeto.
  • Como o nitrogênio é do segundo período, não possui orbitais d disponíveis para expandir o octeto. Tentar formar \mathrm{NF_5} implicaria em alto custo energético e instabilidade, levando à decomposição em \mathrm{NF_3} e \mathrm{F_2}.

Resposta

\mathrm{PF_5} existe porque o fósforo, sendo do terceiro período, pode expandir seu octeto usando orbitais d. Já o nitrogênio, do segundo período, não tem orbitais d e não pode acomodar mais de 8 elétrons, de modo que \mathrm{NF_5} não é estável e, portanto, não existe.

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