Explique:
\mathrm{PCl}_{5} é uma molécula estável, mas \mathrm{NCl}_{5} não é.

Passo 1

O enunciado pede para explicar por que a molécula \mathrm{PCl}_{5} existe e é estável, enquanto \mathrm{NCl}_{5} não existe (ou, na prática, é instável). O conteúdo envolvido é a regra do octeto e a possibilidade de expansão da camada de valência em elementos de diferentes períodos da tabela periódica.

Passo 2

Considere o fósforo \mathrm{P}, que está no terceiro período da tabela. Sua configuração eletrônica de valência é
\mathrm{P}:\;3s^2\,3p^3
Nesse nível de energia n=3 existem também orbitais 3d vazios. Isso permite que o fósforo promova um de seus elétrons 3s ou 3p para um orbital 3d livre e faça hibridização sp^3d, gerando cinco orbitais híbridos equivalentes. Cada um desses orbitais pode se sobrepor a um orbital 3p de um átomo de cloro para formar cinco ligações \sigma, resultando em \mathrm{PCl}_{5} com 10 elétrons na envoltória de valência do fósforo (hipervalente).

Passo 3

Agora considere o nitrogênio \mathrm{N}, que está no segundo período. Sua configuração de valência é
\mathrm{N}:\;2s^2\,2p^3
No caso n=2 não existem orbitais 2d disponíveis. Assim, o nitrogênio só dispõe de orbitais 2s e 2p, ou seja, no máximo oito elétrons em sua camada de valência de acordo com a regra do octeto. Para formar cinco ligações \sigma, seriam necessários 10 elétrons em torno do nitrogênio, o que não é possível sem orbital extra. Por isso não há hibridização sp^3d em \mathrm{NCl}_{5} e a molécula não se forma de modo estável.

Resposta

\mathrm{PCl}_{5} é estável porque o fósforo no terceiro período pode expandir o octeto usando orbitais 3d vazios e formar hibridização sp^3d. Já o nitrogênio, no segundo período, não tem orbitais 2d disponíveis, ficando restrito ao octeto e impedido de formar cinco ligações, o que torna \mathrm{NCl}_{5} instável.

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