O nitrogênio forma o tricloreto de nitrogênio, mas fósforo, arsênio e antimônio formam tanto os tricloretos, XCl3, quanto os pentacloretos, XCl5. 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 NCl3, enquanto fósforo, arsênio e antimônio formam tanto XCl3 quanto XCl5. 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.
  1. Geometria de pares de elétrons: 4 regiões (3 ligações + 1 par livre) → geometria tetraédrica eletrônica.
  2. Com um par livre, a forma fica piramidal.
  3. Para dar conta disso, o N faz hibridização sp³.
    Resultado: ele não consegue formar NCl5 porque 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 XCl3 de maneira bem parecida com o N: 5 elétrons de valência → 3 ligações + 1 par livre → geometria piramidal e hibridização sp³.
b) Formar XCl5: 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.

Resposta

  • Para NCl3: átomo central N é sp³ (tetraédrica eletrônica com 1 par livre).
  • Para PCl3, AsCl3, SbCl3: átomo central também é sp³.
  • Para PCl5, AsCl5, SbCl5: átomo central é sp³d (bipirâmide trigonal).

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