1.51 (…) o íon nitrônio, $\mathrm{NO}{2}{ }^{+}$, se forma quando ácidos nítrico e sulfúrico concentrados são misturados.
(a) Escreva uma estrutura de Lewis para o íon nitrônio.
(b) Qual a geometria que a teoria RPECV prevê para o íon $\mathrm{NO}
{2}{ }^{+}$?
(c) Apresente uma espécie que tenha o mesmo número de elétrons que o $\mathrm{NO}_{2}{ }^{+}$.

Passo 1

O enunciado pede três coisas sobre o íon nitrônio NO2^+:
  • (a) montar sua estrutura de Lewis;
  • (b) prever sua geometria pela teoria RPECV (Repulsão de Pares Eletrônicos da Camada de Valência);
  • (c) encontrar uma espécie isoeletrônica a ele.
    Para isso vamos precisar contar elétrons de valência, calcular cargas formais, aplicar a RPECV e depois comparar números de elétrons totais com outras moléculas.

Passo 2

Contagem de elétrons de valência e estrutura de Lewis
  • Nitrogênio tem 5 elétrons de valência e cada oxigênio tem 6, totalizando 5 + 2times6 = 17.
  • Como o íon é NO2^+, removemos 1 elétron, ficando 17 - 1 = 16 elétrons de valência, ou 8 pares de elétrons para distribuir.
  • A melhor distribuição é colocar o nitrogênio no centro ligado a dois oxigênios por ligações duplas: cada ligação dupla consome 2 pares, totalizando 4 pares para ligações. Restam 4 pares, que virão como pares isolados (lone pairs) nos oxigênios, 2 pares em cada oxigênio.
  • Cálculo das cargas formais:
    FC(O)=6 - (4 não ligantes + 2 ligantes) = 0 FC(N)=5 - (0 não ligantes + 4 ligantes) = +1ãã
    Logo a única carga positiva do íon fica no nitrogênio.
A estrutura de Lewis pode ser representada assim (cada “:” é um elétron não ligante):
:!O!=!N^+!=!O!:
com dois pares não ligantes em cada oxigênio.

Passo 3

Geometria pelo modelo RPECV
Na RPECV contamos as regiões de densidade de elétrons ao redor do átomo central (N). Temos duas ligações duplas e nenhum par isolado no nitrogênio, portanto regiões eletrônicas. Isso dá geometria linear, com ângulo .

Passo 4

Espécie isoeletrônica
Isoeletrônico significa ter o mesmo número total de elétrons. O dióxido de carbono CO2 é neutro, tem C( 4 e ^-) +2timesO( 6 e ^-) =16 elétrons, exatamente como NO2^+. Logo CO2 é isoeletrônico a NO2^+.

Resposta

(a) A estrutura de Lewis é
com dois pares não ligantes em cada oxigênio e carga formal no nitrogênio.
(b) Pela RPECV, a geometria é linear (ângulo ).
(c) Uma espécie isoeletrônica a é o dióxido de carbono .

Exercícios relacionados