Estrutura de lewis Clf5, Características: 13 fatos que você deve saber

O presente artigo trata do ClF5 (Pentafluoreto de Cloro) que é um composto interhalogênico. Vamos conhecer alguns fatos interessantes sobre este composto.

Na estrutura de Lewis ClF5, o átomo central de Cloro (Cl) está ligado a 5 átomos de flúor (F) por ligações simples. A molécula ClF5 contém 16 pares isolados, cada átomo de flúor tem 3 pares isolados e um par isolado está presente no átomo de cloro.

Quantos elétrons de valência estão presentes na estrutura de Lewis ClF5?

Na molécula ClF5, o átomo de cloro, assim como o átomo de flúor, possui 7 elétrons em sua camada de valência.

Calculando elétrons de valência na molécula ClF5-

Assim,

  na molécula ClF5 há um total de 42 elétrons de valência.

Passos para desenhar a estrutura de Lewis de ClF5

A explicação passo a passo para desenhar o diagrama de Lewis de ClF5 –

 Etapa 1: Calcular o total de elétrons de valência presentes na molécula ClF5

Começaremos encontrando o número de elétrons de valência na molécula ClF5.

(Elétrons de valência são o número de elétrons presentes na camada de valência de um átomo)

Ambos os elementos que é flúor e cloro pertencem ao grupo 17^th então o número de elétrons de valência para cloro e flúor é 7.

Calculando elétrons de valência em ClF5 –

Passo 2: Decida o átomo central

Ao desenhar o Estrutura de pontos de Lewis sempre mantenha o átomo menos eletronegativo no centro.

Como sabemos que a eletronegatividade aumenta em um período da esquerda para a direita e diminui de cima para baixo em um grupo, o cloro é menos eletronegativo que o flúor.

Nota: O flúor é o elemento mais eletronegativo da tabela periódica

mantenha o átomo de cloro menos eletronegativo no centro e o átomo de 5 flúor ao seu redor e desenhe a estrutura esquelética para Molécula ClF5.

Passo 3: Coloque uma ligação ou par de elétrons entre os átomos de Cl e F

 Coloque dois elétrons (par de elétrons) entre os átomos de cloro e flúor para denotar uma ligação química.

Passo 4: Faça os átomos externos felizes completando seu octeto

Os elementos do grupo principal ficaram felizes quando atingiram a configuração de octeto de seu elemento de gás nobre mais próximo (18^th grupo). Isso é o que chamamos de Regra do Octeto (Exceção: o hidrogênio completa a configuração dupleta como a do gás nobre He).

Passo 5: Coloque os elétrons restantes no átomo central:

ClF5 tem 42 elétrons de valência, dos quais 10 elétrons são usados ​​na formação de ligações entre Cl e F, enquanto 30 elétrons estão presentes como pares isolados nos 5 átomos de flúor circundantes e dois elétrons são deixados.

vamos agora manter esses dois elétrons no átomo central de Cloro.

Etapa 6: verifique o valor da cobrança formal

Antes de confirmar isso como nosso último Estrutura de Lewis diagrama, vamos verificar a carga formal de cada elemento atômico na molécula ClF5.

Carga formal = elétrons de valência – 0.5 * elétrons ligantes – elétrons não ligantes

Para o átomo central Cloro –

Número de elétrons não ligantes de cloro = 2

Número de elétrons de ligação do cloro = 10

Carga Formal para Cloro = 7 – 0.5*10 – 2 = 0

Para os átomos externos Flúor –

Número de elétrons não ligantes de flúor = 6 (3 pares isolados)

Número de elétrons de ligação do flúor = 2

Carga formal para o átomo de flúor = 7 – 0.5*2 – 6 = 0

Como os elementos F e O têm menos cargas formais possíveis, isso significa que obtivemos nosso perfeito estrutura de Lewis.

Qual é a carga formal dos átomos presentes na molécula de estrutura de Lewis ClF5?

Carga formal é a carga elétrica dada a um átomo em uma molécula quando todos os elétrons em uma ligação são compartilhados igualmente ou ignorando a diferença de eletronegatividade dos átomos.

Carga formal = elétrons de valência – 0.5 * elétrons ligantes – elétrons não ligantes

Para o átomo central Cloro –

Número de elétrons não ligantes de cloro = 2

Número de elétrons de ligação do cloro = 10

Carga Formal para Cloro = 7 – 0.5*10 – 2 = 0

Para os átomos externos Flúor –

Número de elétrons não ligantes de flúor = 6 (3 pares isolados)

Número de elétrons de ligação do flúor = 2

Carga formal para o átomo de flúor = 7 – 0.5*2 – 6 = 0

O ClF5 é uma exceção à regra do octeto?

De acordo com a regra do octeto, os elementos do grupo principal tentam obter uma configuração de octeto do elemento de gás nobre mais próximo. Na molécula ClF5, todos os 5 átomos de flúor atingem seu octeto. Todos os 5 átomos de flúor têm três pares não ligados e um par ligado em torno deles.

Mas o átomo central de cloro tem cinco pares ligados e um par solitário ao seu redor, totalizando 12 elétrons ao redor.

Assim, a molécula ClF5 é uma exceção à regra do octeto.

Por que a geometria eletrônica de ClF5 é octaédrica embora a molécula tenha uma geometria piramidal quadrada?

A molécula ClF5 tem 42 elétrons de valência.

De 42 elétrons –

• 10 elétrons estão presentes como pares ligados entre átomos de flúor e cloro
• 30 elétrons estão presentes como pares isolados nos cinco átomos de flúor.
• Dois elétrons estão presentes no átomo central Cloro como pares isolados.

Como a geometria eletrônica é encontrada considerando os pares ligados e os pares isolados em uma molécula, a geometria eletrônica da molécula Clf5 é piramidal quadrada.

Por que os ângulos de ligação em ClF5 são ligeiramente menores que 90 graus e não exatamente 90 graus?

Devido à presença de um par solitário no átomo de cloro central que causa repulsão com os pares de ligação, o ângulo de ligação de F axial e equatorial fica distorcida, o que resulta em ângulos de ligação inferiores a 90 graus.

Assim, os ângulos de ligação em ClF5 são ligeiramente menores que 90 graus.

Como descobrir a geometria molecular/elétron da molécula ClF5?

Para responder a essa pergunta, usaremos o modelo VSEPR –

A forma longa de VSEPR é a teoria de repulsão de pares de elétrons de casca de valência

Usando a teoria VSEPR, podemos conhecer a geometria molecular tridimensional de qualquer molécula que não podemos fazer usando o Estrutura de Lewis que só pode prever a geometria bidimensional.

A geometria de ClF5 pode ser encontrada das seguintes maneiras –

1)O número de pares isolados presentes no Cloro (Cl) em sua estrutura de Lewis é –

           Par solitário = 0.5 * (elétrons de valência em Cl - número de átomos ligados a Cl)

                             = 0.5*(7-5)

                             = 1     

2) Hibridação do átomo de cloro -

         A hibridização de cloro em ClF5 é –

  Número de hibridização = Nº de átomos ligados a Cl + NO. de pares solitários em Cl

                                          = 5 + 1

                                          = 6

Como o número de hibridização de 6, então a hibridização da molécula ClF5 é sp3d2

3) Usando a notação VSEPR para obter a geometria molecular –

Agora a notação VSEPR é AXnEx

Notação AXnEx

Onde,

 A é o átomo central

 (Em ClF5, o cloro é o átomo central)

 X são os átomos ligados ao átomo central,

(Em ClF5, F são os átomos ligados ao átomo central)

n é o número de átomos

(Em ClF5, n=5)

 E são pares de elétrons isolados presentes no átomo central

x é o número de pares solitários

(Em ClF5, x=1)

Então, para a molécula ClF5, a fórmula AXnEx é AX5E1

De acordo com o gráfico VSEPR, a molécula com fórmula AX5E1 tem forma molecular como Square Pyramidal.

Como ClF5 tem notação AX5E1, então a geometria molecular de ClF5 é Square Pyramidal 

Por que ClF5 é uma molécula polar?

Uma molécula é chamada polar quando –

• A diferença de eletronegatividade entre os átomos ligados é maior que O.4
• Ele contém uma ligação polar com uma extremidade positiva e negativa.
• Tem geometria assimétrica para que os dipolos não sejam cancelados.

Mas, às vezes, a molécula com ligação polar pode ser apolar devido à distribuição simétrica de cargas, de modo que o momento dipolar resultante é 0.

O pentafluoreto de cloro (ClF5) é uma molécula polar devido às seguintes razões:

• A diferença de eletronegatividade entre Cloro (Eletronegatividade 3.16) e Flúor (Eletronegatividade 3.98) é 0.82
• ClF5 é uma molécula assimétrica, pois o átomo central Cloro tem um par solitário presente nele.

Hibridação em ClF5

A hibridização é a fusão de orbitais atômicos do átomo em uma molécula para formar orbitais de igual energia e orientação.

Em ClF5, o átomo central de cloro forma cinco ligações simples com 5 átomos de flúor e um par solitário está presente nele.

Para formar ligações com átomos de flúor, os orbitais do átomo de cloro sofrem hibridização.

A configuração eletrônica do estado fundamental do cloro e do flúor são:

Cloro (estado fundamental): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Flúor (estado fundamental): 1S2 2S2 2P5

Configuração eletrônica do cloro após ganhar elétrons formando ligações com flúor-

Cloro 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Número Estérico = Número de ligações sigma ao redor do átomo central + Número de pares de elétrons livres no átomo central

Número Estérico = 5 + 1 = 6

Então, a hibridização para cloro na molécula ClF5 é Sp3d2

Será que ClF5 exibe ressonância?

Uma molécula pode exibir ressonância quando –

• Há uma interação entre duas ligações pi na molécula

             or

• Há uma interação entre uma ligação pi e um solitário de elétrons presentes em um átomo adjacente em uma molécula.

ClF5 não mostra ressonância, pois não há ligações pi presentes na molécula de ClF5. 

Por que o Pentafluoreto de Cloro é um composto covalente, embora contenha átomos eletronegativos?

Como a diferença de eletronegatividade entre os halogênios, Cloro e Flúor é baixa, então ClF5 é um composto covalente.

O ClF5 é neutro por natureza?

Sim, ClF5 é de natureza neutra contendo dois átomos de halogênio diferentes - um cloro e cinco átomos de flúor.

Conclusão:

Cloro pentafluoreto é um composto inter-halogênio. Não segue a regra do octeto. Tem uma geometria piramidal quadrada. ClF5 é uma molécula polar com um momento de dipolo de 0.82D. Não mostra ressonância. É de natureza neutra.

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Sonali Jham

Olá… eu sou Sonali Jham. Fiz minha Pós-Graduação em Química e também concluí o B. Ed. Sou professora e nutricionista de profissão.
Meu hobby é ler e pintar.
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