Enunciado

Discuta a ligação e a geometria na molécula de pentacloreto de fósforo, PCl5. Inicie representando sua estrutura de Lewis. Então, aplique a teoria VSEPR para predizer a forma geométrica. A seguir, determine quais orbitais do átomo de enxofre espera-se usar para formar híbridos e para acomodar pares ligantes e isolados. Como cada um desses orbitais híbridos são chamados? Qual é a geometria do conjunto híbrido completo?

Passo 1

Estrutura de Lewis e geometria do PCl5:

Passo 2

Para justificar a geometria da molécula, vamos aplicar os conceitos de VSEPR.

O átomo de fósforo possui 5 elétrons na camada de valência, portanto, por estar ligado a 5 ligantes (nesse caso, Cl), ele estará utilizando todos os seus elétrons para fazer ligação, não restando assim elétrons não-ligantes.

Ou seja, podemos dizer então que a molécula do PCl5 se encaixa no tipo AX5E0 , ou seja, átomo central (A) ligado a 5 ligantes (X) e com nenhum par de elétrons não-ligantes. Dessa forma, o arranjo da molécula e sua geometria serão do tipo bipiramidal de base trigonal, visto que essa é a forma geométrica que melhor dispersa as repulsões entre os pares de elétrons das ligações.

Logo, geometria é bipiramidal de base trigonal.

Passo 3

Como o fósforo está ligado a 5 membros (nesse caso, 5 átomos ligantes do tipo Cl), a hibridização dos seus orbitais será do tipo sp3d, ou seja, 1 orbital s, 3 orbitais p e 1 orbital d se unem para formar 5 orbitais híbridos do tipo sp3d.

A geometria final do conjunto híbrido será bipiramidal de base trigonal.

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