1.26 Desenhe uma estrutura de traços para a acetonitrila, \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{3} \mathrm{~N}, que contém uma ligação tripla carbono–nitrogênio. Quantos elétrons o átomo de nitrogênio possui no seu nível mais externo? Quantos são ligantes e quantos, não ligantes?

Passo 1

O enunciado pede a estrutura de traços (Lewis) da acetonitrila, fórmula molecular \mathrm{C}_{2}\mathrm{H}_{3}\mathrm{N}, em que há uma ligação tripla carbono–nitrogênio, e em seguida determinar quantos elétrons o átomo de nitrogênio tem no seu nível mais externo, quantos são ligantes e quantos são não ligantes. O conteúdo envolve química geral: contagem de elétrons de valência, distribuição segundo o octeto e desenho da estrutura de Lewis.

Passo 2

Calcular o total de elétrons de valência da molécula:
2\cdot4 \;(\text{C})\;+\;3\cdot1\;(\text{H})\;+\;1\cdot5\;(\text{N})\;=\;16
Esses 16 elétrons devem ser distribuídos para satisfazer o octeto de cada átomo (hidrogênios precisam de 2 elétrons, carbonos e nitrogênio de 8 elétrons).

Passo 3

Escolher o esqueleto: o grupo metila ligado a um carbono central, que por sua vez está ligado ao nitrogênio.
1. O primeiro carbono ( \mathrm{CH}_3) faz três ligações a hidrogênios e uma ligação simples ao carbono central, usando 4 ligações \times 2=8 elétrons.
2. Restam 16-8=8 elétrons.
3. Para unir o carbono central ao nitrogênio com ligação tripla, usamos 3 ligações \times2=6 elétrons.
4. Sobram 8-6=2 elétrons, que formam o par isolado no nitrogênio.

Passo 4

Desenho da estrutura de traços (cada traço = par de elétrons de ligação; pares não ligantes como pontos):
  H  
  |  
H—C—C \equivN :
|
H
O primeiro carbono tem três ligações C–H e uma C–C; o segundo carbono (central) tem uma C–C e três ligações (duas com o outro C em forma de tripla), e o nitrogênio está ligado triplo ao carbono e retém um par isolado.

Passo 5

No nitrogênio, o número total de elétrons em sua camada de valência (nível mais externo) é 8:
  • 6 elétrons participam de ligações (três pares ligantes na ligação tripla C–N).
  • 2 elétrons formam o par não ligante (um par isolado).

Resposta

O átomo de nitrogênio possui 8 elétrons no seu nível mais externo, dos quais 6 são ligantes e 2 são não ligantes.

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