1^{\text {a }} ) No composto \mathrm{P}_{2} \mathrm{O}_{5}, nas ligações \mathrm{P}-\mathrm{O}, qual é o número de ligações covalentes dativas? Dados: (\mathrm{P}=15 ; \mathrm{O}=8).

Passo 1

O que o enunciado pede: determinar, no composto \mathrm{P}_2\mathrm{O}_5, quantas ligações \mathrm{P}-\mathrm{O} são ligações covalentes dativas (ou seja, onde os dois elétrons da ligação vêm do mesmo átomo).
Dados fornecidos: \mathrm{P}=15 e \mathrm{O}=8 (números atômicos). Não foram enviadas figuras; usamos a fórmula química dada.

Passo 2

Primeiro: quantos elétrons de valência cada átomo tem — isso ajuda a montar a estrutura de Lewis.
  • Fósforo ( \mathrm{P}) está no grupo 15, então tem 5 elétrons de valência.
  • Oxigênio ( \mathrm{O}) está no grupo 16, então tem 6 elétrons de valência.
    Calculamos o total de elétrons de valência da fórmula \mathrm{P}_2\mathrm{O}_5:
2\cdot 5 + 5\cdot 6 = 10 + 30 = 40
Isso significa que, ao desenhar a estrutura de Lewis, devemos distribuir 40 elétrons (pares) entre átomos e ligações.

Passo 3

Observação estrutural importante (útil para achar a geometria real): o óxido representado por \mathrm{P}_2\mathrm{O}_5 corresponde ao “meio” da molécula real \mathrm{P}_4\mathrm{O}_{10}, a forma molecular estável. Na estrutura real cada átomo de fósforo é ligado a quatro oxigênios: a três oxigênios de ponte (ligando a dois fósforos) e a um oxigênio terminal. Portanto, na unidade empírica \mathrm{P}_2\mathrm{O}_5 há:
  • 2 oxigênios terminais (um ligado a cada fósforo, frequentemente representados como \mathrm{P}=\mathrm{O}), e
  • 3 oxigênios de ponte (que ligam os dois fósforos, formando três ponteamentos \mathrm{P}-\mathrm{O}-\mathrm{P}).
    Assim, cada fósforo aparece ligado a 4 oxigênios (3 pontes + 1 terminal).

Passo 4

Explico o que é ligação covalente dativa (ligação coordenada) de forma simples: é uma ligação onde os dois elétrons compartilhados vêm do mesmo átomo. Um exemplo clássico é a formação do íon amônio: quando \mathrm{NH}_3 doa um par de elétrons para um \mathrm{H}^+, a ligação N→H é dativa. Em moléculas com elementos do terceiro período (como P), muitas ligações P–O “duplas” são melhor descritas como uma ligação simples P–O mais uma ligação coordenada do par livre do oxigênio para o fósforo (ou seja, \mathrm{O}\to\mathrm{P}). Isso ocorre porque o fósforo tende a ficar com carga formal positiva em algumas ressonâncias e o oxigênio com carga negativa, indicando doação de par do oxigênio.

Passo 5

Aplicando isso ao nosso esqueleto de \mathrm{P}_2\mathrm{O}_5: os oxigênios terminais (aqueles que aparecem como \mathrm{P}=\mathrm{O} nas fórmulas de Lewis simples) são justamente os que envolvem esse caráter dativo — o oxigênio fornece um par de elétrons para o fósforo, formando a ligação múltipla/resonante que chamamos de ligação dativa em representações de ressonância. Como vimos no Passo 3, na unidade \mathrm{P}_2\mathrm{O}_5 existem exatamente 2 oxigênios terminais (um ligado a cada átomo de fósforo). Logo, existem 2 ligações \mathrm{P}-\mathrm{O} que têm natureza dativa (uma por cada fósforo, correspondendo aos dois oxigênios terminais).

Passo 6

Para reforçar a intuição: as demais ligações \mathrm{P}-\mathrm{O} (as formadas pelos oxigênios de ponte) são ligações simples covalentes normais \mathrm{P}-\mathrm{O}-\mathrm{P} em que cada átomo dá um elétron para a ligação. Só as ligações com os oxigênios terminais apresentam o caráter de doação de par do oxigênio para o fósforo (dativa). Portanto o número procurado é 2.

Resposta

2

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