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 $\mathrm{NO}_{2}{ }^{+}$.
(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
:
- (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
elétrons de valência e cada oxigênio tem , totalizando . - Como o íon é
, removemos elétron, ficando elétrons de valência, ou 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
pares, totalizando pares para ligações. Restam pares, que virão como pares isolados (lone pairs) nos oxigênios, pares em cada oxigênio. - Cálculo das cargas formais:
Logo a única carga positiva do íon fica no nitrogênio.
A estrutura de Lewis pode ser representada assim (cada “:” é um elétron não ligante):
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 .
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
Passo 4
Espécie isoeletrônica
Isoeletrônico significa ter o mesmo número total de elétrons. O dióxido de carbono é neutro, tem C(
e
)
O(
e
)
elétrons, exatamente como
. Logo
é isoeletrônico a
.
Isoeletrônico significa ter o mesmo número total de elétrons. O dióxido de carbono
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
.
(b) Pela RPECV, a geometria é linear (ângulo ).
(c) Uma espécie isoeletrônica a