Determine o número de pares de elétrons ligantes e de pares de elétrons isolados no átomo de fósforo em: (a) PCl3; (b) PCl5; © PCl4 ^+; (d) PCl6 ^-. Tente prever o formato espacial destas moléculas por meio do modelo VSEPR.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você quer descobrir quantos pares de elétrons ligantes e isolados tem no átomo de fósforo nas moléculas e íons PCl3, PCl5, PCl4^+ e PCl6^-. Além disso, vamos prever como essas moléculas se organizam no espaço usando o modelo VSEPR. Para isso, vamos usar a teoria VSEPR (Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência), que ajuda a entender a geometria molecular baseada na repulsão entre pares de elétrons.

Passo 2

Primeiro, precisamos saber quantos elétrons de valência o fósforo § possui. O fósforo está no grupo 15 da tabela periódica, então ele tem 5 elétrons de valência.

Passo 3

Agora, vamos analisar cada composto ou íon separadamente para determinar os pares ligantes e isolados.

(a) PCl3

  • Ligação: O fósforo está ligado a 3 átomos de cloro (Cl), então temos 3 pares de elétrons ligantes.
  • Isolados: Como o fósforo tem 5 elétrons de valência e usou 3 para ligar aos cloros, sobraram 2 elétrons, formando 1 par isolado.

(b) PCl5

  • Ligação: O fósforo está ligado a 5 átomos de cloro, resultando em 5 pares de elétrons ligantes.
  • Isolados: Todos os 5 elétrons de valência do fósforo foram usados para ligar aos cloros, então não há pares isolados.

© PCl4^+

  • Ligação: O fósforo está ligado a 4 átomos de cloro, formando 4 pares de elétrons ligantes.
  • Isolados: Como é um íon positivo, significa que perdeu um elétron. Assim, do total inicial de 5 elétrons de valência, agora temos apenas 4. Usando esses 4 elétrons para as ligações, não sobra nenhum par isolado.

(d) PCl6^-

  • Ligação: O fósforo está ligado a 6 átomos de cloro, formando 6 pares de elétrons ligantes.
  • Isolados: Como é um íon negativo, significa que ganhou um elétron. Assim, temos 6 elétrons de valência no fósforo. Usando todos para as ligações com os cloros, não sobra nenhum par isolado.

Passo 4

Agora que identificamos os pares ligantes e isolados em cada espécie, vamos prever o formato espacial usando o modelo VSEPR:
  • PCl3: Com 3 pares ligantes e 1 par isolado, a geometria eletrônica é tetraédrica, mas a forma molecular é piramidal devido ao par isolado.
  • PCl5: Com 5 pares ligantes e nenhum par isolado, a geometria é trigonal bipiramidal.
  • PCl4^+: Com 4 pares ligantes e nenhum par isolado, a geometria é tetraédrica.
  • PCl6^-: Com 6 pares ligantes e nenhum par isolado, a geometria é octaédrica.

Resposta

(a) PCl3: 3 pares ligantes, 1 par isolado, geometria piramidal;
(b) PCl5: 5 pares ligantes, 0 pares isolados, geometria trigonal bipiramidal;
© PCl4^+: 4 pares ligantes, 0 pares isolados, geometria tetraédrica;
(d) PCl6^-: 6 pares ligantes, 0 pares isolados, geometria octaédrica.

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