Analise as informações a seguir e responda o que se pede.
b) As moléculas de amônia (NH3), fosfina (PH3) e arsina (AsH 3) possuem a mesma geometria, piramidal trigonal, contudo, diferem quanto ao ângulo de ligação, como verifica-se na tabela a seguir.
Tabela 1 - Valores dos ângulos de ligação da amônia (NH3), fosfina (PH3) e arsina ( AsH3 )
Espécie química Ângulo de ligação
NH3 107^circ 48^prime
PH3 93^circ 36^prime
AsH3 91^circ 48^prime
Explique a diferença nos valores dos ângulos de ligação das referidas espécies químicas.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão nos apresenta três moléculas: amônia ( NH3), fosfina ( PH3) e arsina ( AsH3). Todas elas têm uma geometria piramidal trigonal, mas os ângulos entre as ligações são diferentes. Nosso objetivo aqui é entender por que esses ângulos mudam de uma molécula para a outra. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre a estrutura molecular, os pares de elétrons e como o tamanho dos átomos influencia esses ângulos.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que significa ter uma geometria piramidal trigonal. Isso quer dizer que o átomo central (nitrogênio, fósforo ou arsênio) está ligado a três átomos de hidrogênio e tem um par de elétrons não compartilhado. Esse par de elétrons ocupa um espaço ao redor do átomo central e afeta a forma como as ligações se organizam.

Passo 3

Agora, vamos falar sobre os ângulos de ligação. Em uma geometria piramidal trigonal ideal, os ângulos seriam de aproximadamente 107^circ. No caso da amônia ( NH3), o ângulo está perto disso, especificamente 107^circ48'. Mas quando passamos para a fosfina ( PH3) e a arsina ( AsH3), observamos que os ângulos diminuem para 93^circ36' e 91^circ48', respectivamente.

Passo 4

Por que essa diminuição nos ângulos? A resposta está no tamanho dos átomos centrais. Conforme descemos no grupo 15 da tabela periódica (da esquerda para a direita: N, P, As), os átomos ficam maiores. Isso significa que os elétrons das ligações P-H e As-H estão mais distantes do núcleo em comparação com os elétrons das ligações N-H.

Passo 5

Além disso, o par de elétrons não compartilhado também ocupa mais espaço quando o átomo central é maior. Em átomos menores como o nitrogênio, o par de elétrons ocupa menos espaço, permitindo que as ligações N-H fiquem mais próximas umas das outras, resultando em um ângulo de ligação maior. Já em átomos maiores, os pares de elétrons se espalham mais, reduzindo o ângulo entre as ligações.

Passo 6

Outro ponto importante é a hibridização. No nitrogênio, os orbitais estão mais hibridizados, o que também contribui para ângulos de ligação mais amplos. Nos átomos maiores como fósforo e arsênio, a hibridização é menos pronunciada, o que resulta em ângulos de ligação menores.

Resposta

Em resumo, os ângulos de ligação diminuem da amônia ( NH3) para a fosfina ( PH3) e para a arsina ( AsH3) devido ao aumento do tamanho do átomo central. Isso faz com que os pares de elétrons (tanto os compartilhados quanto os não compartilhados) fiquem mais espalhados, reduzindo o ângulo entre as ligações.

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