Questão - O fósforo forma dois fluoretos estáveis,
e
. (a) Faça a estrutura de Lewis para cada um deles. (b) Leve em conta o fato de que os compostos de nitrogênio análogos a
existem, mas o composto
não.
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre fósforo e seus fluoretos! A gente vai trabalhar com estruturas de Lewis para os compostos
e
, além de entender por que existe
mas não
. 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
e
. 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
:
5 § + 3×7 (F) = 26 elétrons de valência.
E para :
5 § + 5×7 (F) = 40 elétrons de valência.
5 § + 3×7 (F) = 26 elétrons de valência.
E para
5 § + 5×7 (F) = 40 elétrons de valência.
Passo 3
Agora, vamos distribuir esses elétrons. No caso de
, 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
, 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:
F
|
F—P—F
Cada F tem três pares de elétrons sozinho.
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
mas não
? 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
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
sem problema.
Resposta
A estrutura de Lewis de
mostra o fósforo ligado a três flúor com pares de elétrons isolados nos flúor. Já
possui o fósforo ligado a cinco flúor, expandindo seu octeto graças aos orbitais d. Além disso, enquanto
existe com três ligações de nitrógeno,
não é possível porque o nitrogênio não pode expandir seu octeto para acomodar cinco ligações.