Têm-se dois elementos: um pertencente a 15^circ grupo (V A) da tabela periódica e localizada no terceiro período, e o outro cujo subnível mais energético é o 3 p^5. Com relação ao composto formado entre os elementos, responda:
a) Que tipo de ligação existirá entre os elementos?
b) Quantos pares solitários existem no átomo central?
c) Qual a estrutura de Lewis para o composto formado?
d) Qual a geometria da molécula?
e) A molécula formada é polar ou apolar?

Passo 1

O enunciado diz que temos dois elementos: um do 15º grupo (VA) e 3º período – isto identifica o fósforo ( P, que tem 5 elétrons de valência) – e outro cujo subnível mais energético é o 3p^5 – isto identifica o cloro ( Cl, com 7 elétrons de valência). Vamos usar a regra do octeto (e expansão no 3º período) e o modelo VSEPR para estudar o composto que eles formam.

Passo 2

Contamos os elétrons de valência: P tem 5 e cada Cl tem 7. Para formar um composto neutro e aproveitar a capacidade de expansão de valência do fósforo (período 3), a fórmula que satisfaz a combinação é PCl5 (fósforo no estado de oxidação +5, cinco cloros em –1).
Cada ligação PCl resulta do compartilhamento de um par de elétrons entre átomos de eletronegatividades diferentes ( chiPapprox2,2, chiClapprox3,0), portanto é uma ligação covalente polar.

Passo 3

No átomo central ( P) havia 5 elétrons de valência e todos são usados nos 5 pares ligantes PCl. Logo, não sobra nenhum par solitário em P.
A estrutura de Lewis pode ser descrita como um átomo de P no centro ligado a cinco átomos de Cl, cada Cl portando três pares isolados. Em símbolos:
c Cl vert Cl!-!P!-!Cl vert Cl e mais um Cl perpendicular a esse plano,
de modo que P fica com 10 elétrons ao seu redor (octeto expandido).

Passo 4

Pelo modelo VSEPR temos um arranjo do tipo AX5, que dá geometria trigonal bipiramidal: três cloros no plano equatorial (ângulos de 120^circ) e dois axiais (ângulos de 90^circ com o plano).
A molécula é apolar (não polar) porque, apesar de cada ligação PCl ser polar, a disposição trigonal bipiramidal simétrica faz com que os momentos de dipolo se anulem.

Resposta

a) Ligação covalente polar.
b) Zero pares solitários no átomo central.
c) Estrutura de Lewis: P central com cinco ligações simples a cinco Cl, cada Cl com três pares isolados (octeto expandido em P).
d) Geometria trigonal bipiramidal.
e) A molécula é apolar.

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