Questão - O fósforo forma dois fluoretos estáveis, PF3 e PF5. (a) Faça a estrutura de Lewis para cada um deles. (b) Leve em conta o fato de que os compostos de nitrogênio análogos a NF3 existem, mas o composto NF5 não.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre fósforo e seus fluoretos! A gente vai trabalhar com estruturas de Lewis para os compostos PF3 e PF5, além de entender por que existe NF3 mas não NF5. Então, vamos precisar saber como desenhar estruturas de Lewis e entender um pouco sobre ligações químicas.

Passo 2

Primeiro, vamos fazer as estruturas de Lewis para PF3 e PF5. A estrutura de Lewis mostra como os elétrons estão distribuídos entre os átomos.
Para desenhar a estrutura, a gente conta o número total de elétrons de valência. Fósforo § tem 5 elétrons de valência e cada flúor (F) tem 7. Assim, para PF3:
5 § + 3×7 (F) = 26 elétrons de valência.
E para PF5:
5 § + 5×7 (F) = 40 elétrons de valência.

Passo 3

Agora, vamos distribuir esses elétrons. No caso de PF3, o fósforo está ligado a três flúor, formando três ligações simples. Cada ligação usa 2 elétrons, então usamos 6 elétrons para as ligações. Restam 20 elétrons, que colocamos como pares de elétrons ao redor dos flúor para completar o octeto deles.
Já em PF5, o fósforo forma cinco ligações simples com os flúor, usando 10 elétrons. Sobram 30 elétrons, que colocamos como pares de elétrons nos flúor para completar seus octetos.

Passo 4

Vamos visualizar isso:
PF3:
   F
    |
F—P—F
Cada F tem três pares de elétrons sozinho.
PF5:
    F
    |
F—P—F
    |
    F
Neste caso, há ainda mais flúores ao redor do P, cada um com seus pares de elétrons.

Passo 5

Agora, por que existe NF3 mas não NF5? Bom, o nitrogênio tem 5 elétrons de valência, assim como o fósforo, mas ele costuma formar apenas três ligações para completar seu octeto. O nitrogênio com NF5 teria que expandir seu octeto, o que é difícil porque o nitrogênio não tem orbitais d disponíveis para acomodar mais elétrons. Já o fósforo tem orbitais d disponíveis, então ele pode expandir seu octeto e formar PF5 sem problema.

Resposta

A estrutura de Lewis de PF3 mostra o fósforo ligado a três flúor com pares de elétrons isolados nos flúor. Já PF5 possui o fósforo ligado a cinco flúor, expandindo seu octeto graças aos orbitais d. Além disso, enquanto NF3 existe com três ligações de nitrógeno, NF5 não é possível porque o nitrogênio não pode expandir seu octeto para acomodar cinco ligações.

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