O nitrogênio forma o tricloreto de nitrogênio, mas fósforo, arsênio e antimônio formam tanto os tricloretos,
, quanto os pentacloretos,
. Comente sobre essa situação, indicando qual a hibridização do átomo central nesses casos.
Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra gente comentar por que o nitrogênio só forma
, enquanto fósforo, arsênio e antimônio formam tanto
quanto
. O conteúdo aqui é basicamente hibridização de orbitais e a velha regra do octeto (e sua exceção: expansão de octeto em átomos de período 3 ou maiores). Vamos precisar de:
- Noções de VSEPR (geometria e pares de elétrons)
- Hibridização sp³ e sp³d
- Regra do octeto e disponibilidade de orbitais d
Passo 2
Começando pelo nitrogênio: ele está no segundo período, ou seja, não tem orbitais d disponíveis para “abraçar” mais de 8 elétrons em volta dele. O N tem 5 elétrons de valência e, ao fazer 3 ligações com Cl, sobra 1 par não-ligante.
- Geometria de pares de elétrons: 4 regiões (3 ligações + 1 par livre) → geometria tetraédrica eletrônica.
- Com um par livre, a forma fica piramidal.
- Para dar conta disso, o N faz hibridização sp³.
Resultado: ele não consegue formarporque não tem orbitais d para acomodar mais ligações.
Passo 3
Agora, fósforo, arsênio e antimônio (períodos 3, 4 e 5) têm orbitais d “vazios” que podem ser usados. Por isso, eles conseguem:
a) Formar de maneira bem parecida com o N: 5 elétrons de valência → 3 ligações + 1 par livre → geometria piramidal e hibridização sp³.
b) Formar : aqui eles usam 5 orbitais híbridos, misturando um orbital s, três p e um d, ou seja, sp³d, para acomodar 5 ligações sem pares livres, resultando numa geometria de bipirâmide trigonal.
a) Formar
b) Formar
Resposta
- Para
: átomo central N é sp³ (tetraédrica eletrônica com 1 par livre). - Para
, , : átomo central também é sp³. - Para
, , : átomo central é sp³d (bipirâmide trigonal).