Monte a estrutura de Lewis de cada uma das seguintes espécies, preveja o arranjo e a geometria, informe os tipos de ligações envolvidas e se há hibridização qual tipo é?:
Passo 1
Beleza! O enunciado pede pra gente montar a estrutura de Lewis de PCl₅, prever o arranjo dos pares de elétrons ao redor do P, indicar a geometria molecular, dizer que tipo de ligação rola e, por fim, falar qual é a hibridização do fósforo.
Conteúdo da matéria: ligações químicas (teoria de Lewis), VSEPR (para geometria) e hibridização de orbitais. Vamos precisar:
Conteúdo da matéria: ligações químicas (teoria de Lewis), VSEPR (para geometria) e hibridização de orbitais. Vamos precisar:
- Contar elétrons de valência.
- Montar o esqueleto da molécula.
- Distribuir os elétrons seguindo a regra do octeto (ou expansão de octeto no P).
- Aplicar VSEPR pra ver a geometria.
- Analisar ligações e hibridização.
Passo 2
Primeiro, conta os elétrons de valência:
– P faz parte do grupo 15 → 5 elétrons de valência.
– Cada Cl é do grupo 17 → 7 elétrons de valência.
Total = 5 + 5×7 = 5 + 35 = 40 elétrons.
– P faz parte do grupo 15 → 5 elétrons de valência.
– Cada Cl é do grupo 17 → 7 elétrons de valência.
Total = 5 + 5×7 = 5 + 35 = 40 elétrons.
Passo 3
Desenha o esqueleto: o P fica no centro, porque é menos eletronegativo e pode expandir octeto, e liga cada Cl a ele com uma ligação simples. Isso gera 5 ligações P–Cl.
Passo 4
Cada ligação simples consome 2 elétrons, e temos 5 ligações → 5×2 = 10 elétrons usados.
Restam 40 – 10 = 30 elétrons. Esses 30 vão para completar o octeto de cada Cl. Como cada Cl precisa de 3 pares (6 elétrons) para fechar octeto:
5 Cl × 6 e⁻ = 30 elétrons.
Sobram 0 elétrons. O P, aqui, fica com 5 pares ligados (10 elétrons), expandindo seu octeto.
Restam 40 – 10 = 30 elétrons. Esses 30 vão para completar o octeto de cada Cl. Como cada Cl precisa de 3 pares (6 elétrons) para fechar octeto:
5 Cl × 6 e⁻ = 30 elétrons.
Sobram 0 elétrons. O P, aqui, fica com 5 pares ligados (10 elétrons), expandindo seu octeto.
Passo 5
Agora, VSEPR: o P tem 5 regiões de densidade (5 ligações simples) ao redor, sem pares isolados. Na teoria VSEPR isso é um arranjo AX₅, que dá geometria molecular trigonal bipiramidal.
Veja os ângulos:
- Equatoriais (3 ligantes) ficam a 120° entre si.
- Axiais (2 ligantes) ficam a 90° com os do plano equatorial.
Passo 6
Tipo de ligação: todas são ligações simples P–Cl, ou seja, ligações σ formadas pelo overlap do orbital híbrido do P com o orbital p do Cl.
Passo 7
Hibridização do P: ele precisa de 5 orbitais híbridos para acomodar 5 ligações σ. Isso é feito por um sp³d (mistura de 1 s, 3 p e 1 d).
Resposta
Estrutura de Lewis: P no centro com 5 Cl ligados e cada Cl com 3 pares isolados.
Geometria: trigonal bipiramidal.
Ligações: 5 ligações σ simples P–Cl.
Hibridização do P: sp³d.
Geometria: trigonal bipiramidal.
Ligações: 5 ligações σ simples P–Cl.
Hibridização do P: sp³d.