Explique as diferenças entre os ângulos entre ligações nas moléculas de:
\mathrm{NH}_{3} e \mathrm{PH}_{3}

Passo 1

O enunciado pede para comparar os ângulos de ligação em \mathrm{NH}_{3} e em \mathrm{PH}_{3}. O conteúdo envolvido é a teoria VSEPR (geometria molecular baseada na repulsão de pares de elétrons) e conceito de hibridização. Para resolver, precisamos analisar número de pares de elétrons ligantes e não ligantes, grau de hibridização do átomo central e como isso afeta as repulsões e o valor do ângulo de ligação.

Passo 2

Em \mathrm{NH}_{3} o nitrogênio tem cinco elétrons de valência e forma três ligações simples com hidrogênios, sobrando um par não ligante. Pela VSEPR, isso gera uma geometria de base tetraédrica com quatro pares de elétrons e, devido à repulsão extra do par isolado, o ângulo H\!-\!N\!-\!H diminui de 109{,}5^\circ para aproximadamente
107^\circ.
Do ponto de vista de hibridização, o nitrogênio em \mathrm{NH}_{3} usa orbitais sp^{3}, o que distribui bem os pares e mantém o ângulo próximo de tetraedro.

Passo 3

Em \mathrm{PH}_{3} o fósforo também tem cinco elétrons de valência e forma três ligações, ficando com um par isolado. Porém, devido ao maior tamanho e à menor eletronegatividade do fósforo, ocorre pouquíssima hibridização: o par isolado ocupa principalmente orbital s e as ligações usam quase puros orbitais p. A repulsão entre pares ligantes e não ligantes é menor, aproximando o ângulo H\!-\!P\!-\!H de
90^\circ,
sendo observado experimentalmente cerca de
93{,}5^\circ.

Passo 4

A diferença principal vem de dois fatores interligados:
– Em \mathrm{NH}_{3} há hibridização sp^{3}, elevando a repulsão do par isolado e mantendo o ângulo perto de 107^\circ.
– Em \mathrm{PH}_{3} quase não há hibridização, os pares usam orbitais puros e repulsões menores fazem o ângulo ficar próximo de 90^\circ.

Resposta

Em \mathrm{NH}_{3} o ângulo H\!-\!N\!-\!H é de cerca de 107^\circ, enquanto em \mathrm{PH}_{3} o ângulo H\!-\!P\!-\!H está em torno de 93{,}5^\circ. A diferença se deve ao maior grau de hibridização sp^{3} e à eletronegatividade do nitrogênio em comparação com o fósforo, que apresenta ligações formadas quase por orbitais puros p.

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