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Estrutura do ácido fosfórico ?

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Estrutura do ácido fosfórico ?

Mensagem por OldFears em Sab Mar 07 2015, 22:19

Estava estudando ácidos em um livro, aí fiquei com uma dúvida no ácido fosfórico, veja :

O ácido fosfórico tem forma química H3PO4 . (3 hidrogênios , 1 fósforo e 4 oxigênios).

a forma estrutural do ácido fosfórico :

 OH -.
 OH --- P--> O
 OH -'




No ácido fosforoso , a forma é H3PO3.

a forma estrutural do ácido fosforoso :


  OH -.
  OH --- P ---> O
    H -'

eu queria saber , por qual motivo a forma estrutural do ácido fosforoso não pode ser assim :

OH -. 
OH ---P
OH -'

dessa forma, haveria as 3 ligações necessárias pro fósforo, e os 3 oxigênios e os 3 hidrogênios. Por qual motivo não pode ser assim?


e outra, do ácido nítrico (HNO3)

por qual motivo a fórmula química não poderia ser H3NO3? ficando a forma estrutural assim :

OH -.
OH -- N
OH -'


Fiquei com essa dúvida, pois depois de um tempo se eu não lembrar a formula do ácido, eu poder deduzir através da quantidade de elétrons na camada de valência.


Desde já agradeço, valeu !!

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Re: Estrutura do ácido fosfórico ?

Mensagem por Thálisson C em Sab Mar 07 2015, 23:40

No caso do ácido fosforoso (H3PO3) você tem que saber que ele possui 2 hidrogênio ionizáveis, ou seja, um deve estar ligado diretamente ao fósforo

O mesmo se aplica ao ácido hipofosforoso (H3PO2), ele tem apenas 1 hidrogênio ionizável, portanto deve haver 2 átomos de hidrogênio ligados diretamente ao fósforo

na sua outra pergunta do ácido nítrico, não faz sentido algum.

H+  +  NO3-  ---> HNO3

não há como o hidrogênio e o nitrato se combinarem de outra forma além dessa.

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Re: Estrutura do ácido fosfórico ?

Mensagem por OldFears em Dom Mar 08 2015, 00:44

então, é que minha dúvida era a seguinte :

tanto o fósforo quanto o nitrogênio apresentam 5 elétrons na camada de valência.

Mas por qual motivo não pode existir o ácido nítrico dessa forma? --> H3NO4.

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Re: Estrutura do ácido fosfórico ?

Mensagem por OldFears em Dom Mar 08 2015, 00:46

Eu creio que deve ter alguma coisa relacionada a diferença de eletronegatividade.

Entre fósforo e Oxigênio é muito maior do que de Nitrogênio e Oxigênio.

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Re: Estrutura do ácido fosfórico ?

Mensagem por Thálisson C em Dom Mar 08 2015, 01:03

H3NO4 ??? piorou ..

O nitrogênio tem 5 elétrons em sua última camada, pele precisa receber mais 3 elétrons pra chegar a estabilidade e deve fazer 3 ligações, como são os oxigênios nessa molécula que se liga a ele, ele faz 3 ligações com os oxigênios e os hidrogênios depois com os oxigênios, essa é a sequência na fórmula estrutural de lewis.

Não tome como referência o H3PO4, essa molécula é exceção, o fósforo foge a regra do octeto, existem ainda outras teorias que é das cargas formais, para explicar esse tipo de comportamento. Tem muita controvérsia a respeito da teoria de lewis, pelo menos é o que eu acho.

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Re: Estrutura do ácido fosfórico ?

Mensagem por BatataDoFuturo em Qua Set 16 2015, 12:44

@Thalisson C,

Mesmo através de carga formal não faz sentido o porquê a fórmula do Ácido Fosforoso não ser a que o OldFears perguntou.


Alguém poderia dar uma luz?

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Re: Estrutura do ácido fosfórico ?

Mensagem por Marcelo F em Qua Set 16 2015, 13:00

O nitrogênio tem 5 elétrons na camada de valência e o fosforo também. Entretanto, existe um fenômeno conhecido como expansão da camada de valência, que só ocorre a partir do 3 periodo da tabela periódica (presença de orbitais d). O fosforo, enxofre e varios outros elementos podem ter a camada de valência expandida, por isso. O nitrogênio só faz 3 ligações. Por isso o HNO3 e desse jeito.

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Re: Estrutura do ácido fosfórico ?

Mensagem por BatataDoFuturo em Qua Set 16 2015, 15:01

@MarceloF
Mas todos os elementos apartir do 3 período tem de seguir a regra do octero expandido NECESSARIAMENTE?

Pensava que a estabilidade fosse alcançada com 8 elétrons na valência e que o octeto expandido apenas servisse para "ajuda" na estabilidade dos outros elementos.


Mas a minha dúvida é sobre a fórmula do H3PO3 mesmo, por que ele faz dativa se poderia alcançar a estabilidade através da covalente? Ou é só decoreba mesmo?

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Re: Estrutura do ácido fosfórico ?

Mensagem por pedrim27 em Qua Set 16 2015, 15:53

O fosforo e o enxofre são exceções da teoria do octeto,eles se estabilizam com 10 e 12 elétrons respectivamente.Se você fizesse essa estrutura com 3 OH ligados ao F,não haveria 10 elétrons na camada de valência e portanto estaria instável.


Você pode deduzir a formula de qualquer função inorgânica pelo nox. Por exemplo:
Acido nítrICO=maior nox
Nox do nitrogênio:+5 ou +3,por querermos o maior, usaremos +5.
Óxido nítrico: N2O5
Ácido=Água + óxido
N2O5+H2O=H2N2O6
Simplificando : HNO3

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Re: Estrutura do ácido fosfórico ?

Mensagem por Marcelo F em Qua Set 16 2015, 18:20

Regra do octeto só funciona bem com elementos do primeiro e segundo período. Saiba que  a regra do octeto não é a única forma de interpretar ligações químicas e muitas ligações são feitas fugindo da regra do octeto.

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Re: Estrutura do ácido fosfórico ?

Mensagem por Marcelo F em Qua Set 16 2015, 18:22

Ligações dativas não existem. São um artifício para induzir explicações de nível médio.

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Re: Estrutura do ácido fosfórico ?

Mensagem por BatataDoFuturo em Qui Out 08 2015, 12:17

Sim sim, mas então o modelo que seguimos só serve para explicar as ligações e não pode prevê-las?

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Re: Estrutura do ácido fosfórico ?

Mensagem por Thálisson C em Qui Out 08 2015, 21:34

Com os conhecimentos de nível médio, é possível chegar a uma conclusão sem usar a teoria do orbital molecular, aprendida em nível superior:

Elementos do primeiro e segundo nunca poderão expandir seu octeto pois as suas camadas de valência, suportam no máximo, os oito supostos elétrons necessários a estabilidade:

1º período - > Nível 1 -> suporta no máximo 2 elétrons 
2º período - > Nível 2 -> suporta no máximo 8 elétrons 

Agora se observarmos elementos do 3 período, onde o nível máximo é 3:

3º período -> nível 3 -> suporta no máximo 18 elétrons 

Isso porque elementos do terceiro período em diante podem ter o orbital d em suas configurações eletrônicas, e com isso podem ter mais de oito elétrons na última camada. 

Percebam que os elementos do primeiro e segundo período só não expandem seu octeto porque necessariamente eles não podem fazê-lo. 

A regra do octeto se mostra então, muito limitada. A teoria das cargas formais ajudam a prever estruturas e devemos utilizá-la.

As cargas formais de cada elemento em uma molécula devem ser mínimas para estabilidade da mesma, e em cada elemento pode ser calculada como:

C = (Nº de elétrons de valência) - (Nº de elétrons livres) - (Nº de elétrons ligantes)/2

A grande discussão é a respeito do ácido fosforoso, cuja estrutura de lewis pode ser montada assim:

 

Essa é uma configuração onde, todas as cargas formais são zero e o fosforo obedece ao octeto. 

Entretanto, o fósforo é um elemento do terceiro período, ele não necessariamente se estabilizará com oitos elétrons em sua camada de valência, então, por que deveria ser esta a estrutura correta, se a teoria do octeto é apenas uma tendência de elementos que suportam esses oito elétrons na última camada ? 

A fórmula estrutural real do ácido fosforoso é a seguinte:



As cargas formais continuam dando o menor valor possível para cada elemento, com a diferença que o fósforo se estabiliza com dez elétrons na última camada. 

Obedecer ou não ao octeto ? Como o fósforo pode ter mais que oito elétrons na última camada, não necessariamente ele obedece, se trata novamente de uma teoria muito limitada (minha opinião).

No ensino médio "troca-se" no lugar daquela ligação dupla entre o fósforo e o oxigênio, por uma ligação covalente dativa ou coordenada, de modo que o fósforo permaneça com oito elétrons na última camada, essa é apenas uma estratégia didática, para os alunos pensarem que a regra do octeto é "indiscutível" e que, após chegar até aqui, isso ficou claro que não é verdade.

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Re: Estrutura do ácido fosfórico ?

Mensagem por Christian M. Martins em Qui Out 08 2015, 22:37

Teoria limitada, mas necessária para uma mais fácil compreensão por parte dos alunos de nível médio.

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Re: Estrutura do ácido fosfórico ?

Mensagem por BatataDoFuturo em Qui Out 08 2015, 22:54

@Thálisson C

Algum livro que você recomenda que possa me ajudar a prever essas estruturas?


Obs: Fiquei com uma dúvida, então as cargas formais só podem ser utilizadas para definir a melhor estrutura para átomos que obedeçam à regra do octeto?

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