Ácido fosforoso,
, possue uma estrutura do tipo
, onde um átomo de H está ligado diretamente ao P , e os outros dois são ligados a O . (a) Sabendo que este composto é uma excessão a regra do octeto (valência expandida), desenhe sua estrutura de Lewis.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente desenhar a estrutura de Lewis do ácido fosforoso, que é
. A matéria aqui envolve estruturas de Lewis e a regra do octeto, mas esse composto é uma exceção porque o fósforo pode ter mais de oito elétrons ao seu redor. Para resolver isso, vamos precisar saber como contar os elétrons de valência e como arrumar os átomos na estrutura.
Passo 2
Primeiro, vamos contar os elétrons de valência de cada átomo na molécula. O fósforo § está no grupo 15 da tabela periódica, então tem 5 elétrons de valência. Cada oxigênio (O) tem 6 elétrons de valência, e cada hidrogênio (H) tem 1 elétron de valência.
Passo 3
Agora, somamos todos os elétrons de valência:
- Fósforo: 5
- Oxigênios: 4 × 6 = 24
- Hidrogênios: 3 × 1 = 3
Total: 5 + 24 + 3 = 32 elétrons de valência.
Passo 4
Em estruturas de Lewis, cada ligação representa 2 elétrons. Vamos conectar o fósforo ao oxigênio e ao hidrogênio. Como há mais oxigênios, geralmente o fósforo está centralizado.
Passo 5
Vamos ligar o fósforo aos três hidrogênios e a um oxigênio. Isso usa:
- 3 ligações P-H × 2 elétrons = 6 elétrons
- 1 ligação P-O × 2 elétrons = 2 elétrons
Total usado até agora: 6 + 2 = 8 elétrons.
Passo 6
Temos 32 - 8 = 24 elétrons restantes. Os oxigênios ligados ao fósforo precisam completar seus octetos. Cada oxigênio precisa de 6 elétrons além da ligação com o fósforo. Como temos 4 oxigênios, mas já conectamos um, faltam 3.
Passo 7
Distribuímos os elétrons restantes nos oxigênios:
- Cada oxigênio precisa de 6 elétrons (3 pares).
- 3 oxigênios × 6 elétrons = 18 elétrons.
Agora, total de elétrons usados: 8 + 18 = 26 elétrons.
Ainda temos 32 - 26 = 6 elétrons sobrando.
Passo 8
Esses 6 elétrons sobrando geralmente ficam como pares de elétrons não ligantes no átomo central. No caso, o fósforo pode expandir seu octeto usando ligações duplas com um dos oxigênios.
Passo 9
Assim, desenhamos uma ligação dupla entre o fósforo e um dos oxigênios. Isso usa mais 2 elétrons, totalizando 28 elétrons usados. Os elétrons restantes agora completam os octetos dos oxigênios.
Passo 10
Verificamos que todos os átomos, especialmente o fósforo, têm mais de oito elétrons ao seu redor, confirmando que é uma exceção à regra do octeto.
Resposta
A estrutura de Lewis do ácido fosforoso,
, é:
Nessa estrutura, o fósforo está ligado a três hidrogênios e a três oxigênios, com uma dupla ligação a um dos oxigênios, permitindo que o fósforo tenha mais de oito elétrons ao seu redor.