Explique as diferenças entre os ângulos entre ligações nas moléculas de:
Passo 1
O enunciado pede para comparar os ângulos de ligação em
e em
. 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
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
diminui de
para aproximadamente
Do ponto de vista de hibridização, o nitrogênio em
usa orbitais
, o que distribui bem os pares e mantém o ângulo próximo de tetraedro.
Passo 3
Em
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
e as ligações usam quase puros orbitais
. A repulsão entre pares ligantes e não ligantes é menor, aproximando o ângulo
de
sendo observado experimentalmente cerca de
Passo 4
A diferença principal vem de dois fatores interligados:
– Em há hibridização
, elevando a repulsão do par isolado e mantendo o ângulo perto de
.
– Em quase não há hibridização, os pares usam orbitais puros e repulsões menores fazem o ângulo ficar próximo de
.
– Em
– Em
Resposta
Em
o ângulo
é de cerca de
, enquanto em
o ângulo
está em torno de
. A diferença se deve ao maior grau de hibridização
e à eletronegatividade do nitrogênio em comparação com o fósforo, que apresenta ligações formadas quase por orbitais puros
.