Explique por que o fósforo forma moléculas P4 enquanto o nitrogênio forma N2 ?

Passo 1

Vamos resolver a questão: Por que o fósforo forma moléculas P4 enquanto o nitrogênio forma N2? A matéria envolvida aqui é química, especificamente a parte que estuda a estrutura molecular e as ligações químicas. Para resolver, vamos precisar entender a estrutura dos átomos de fósforo e nitrogênio, como eles formam ligações químicas e por que isso leva à formação de diferentes moléculas.

Passo 2

Primeiro, vamos olhar para a estrutura eletrônica do nitrogênio e do fósforo. Ambos pertencem ao grupo 15 da tabela periódica, o que significa que ambos têm 5 elétrons em sua camada de valência. A camada de valência é a camada mais externa de elétrons e é onde ocorrem as ligações químicas.

Passo 3

O nitrogênio tem uma camada de valência mais próxima do núcleo e, portanto, seus elétrons estão mais fortemente atraídos pelo átomo. Para o nitrogênio, formar uma molécula N2 significa que dois átomos de nitrogênio compartilham três pares de elétrons, criando uma ligação tripla. Isso torna a molécula muito estável.

Passo 4

Já o fósforo, sendo abaixo do nitrogênio na tabela periódica, tem uma camada de valência mais afastada do núcleo. Os elétrons de valência do fósforo estão menos atraídos pelo núcleo, o que faz com que seja mais fácil para o fósforo formar múltiplas ligações. No entanto, em vez de formar P2, o fósforo prefere formar P4.

Passo 5

A formação de P4 ocorre porque quatro átomos de fósforo se ligam formando um tetraedro, onde cada átomo de fósforo compartilha elétrons com três outros átomos. Isso resulta em ligações simples que estabilizam a molécula. Essa estrutura é energeticamente mais favorável para o fósforo do que formar moléculas diatômicas como o N2.

Passo 6

Portanto, a diferença na formação das moléculas P4 e N2 se deve principalmente à diferença no tamanho dos átomos e na força das ligações que podem formar. O nitrogênio, com sua forte tendência a formar ligações triplo, estabiliza-se melhor como N2, enquanto o fósforo, com ligações mais simples e uma camada de valência mais distante, forma P4 para alcançar a estabilidade.

Resposta

O fósforo forma moléculas P4 devido ao tamanho maior dos seus átomos e à estabilidade proporcionada por ligações simples em uma estrutura tetraédrica, enquanto o nitrogênio, com átomos menores e forte tendência a formar ligações triplo, estabiliza-se como moléculas diatômicas N2.

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