Analisando a estrutura do óxido binário \mathrm{NO}_{2}, pode-se afirmar que a geometria da molécula e a última camada eletrônica do átomo central são, respectivamente,
a) angular e completa.
b) linear e incompleta.
c) angular e incompleta.
d) linear e completa.

Passo 1

O que o enunciado pede: identificar (1) a geometria molecular da molécula neutra \mathrm{NO}_2 e (2) se a última camada eletrônica (camada de valência) do átomo central está completa ou incompleta.
Informações dadas (explicitadas a partir do enunciado):
  • A molécula é o óxido binário neutro \mathrm{NO}_2.
  • Não há outras informações numéricas; tudo que precisamos pode ser obtido contando elétrons e aplicando regras de estrutura de Lewis/VSEPR.

Passo 2

Contagem de elétrons de valência (passo essencial para desenhar a estrutura de Lewis).
  • Nitrogênio: 5 elétrons de valência.
  • Dois oxigênios: 2\times 6 = 12 elétrons de valência.
    Total de elétrons de valência disponíveis:
5 + 12 = 17.
Como 17 é ímpar, a espécie neutra \mathrm{NO}_2 tem elétron desemparelhado (é um radical). Esse elétron ímpar vai influenciar tanto a estrutura de Lewis quanto a geometria.

Passo 3

Montagem da estrutura de Lewis e verificação da camada de valência do nitrogênio.
  • Coloca-se o N no centro ligado aos dois O por ligações simples inicialmente. Essas duas ligações consomem 2\times 2=4 elétrons, sobrando 17-4=13 elétrons para distribuir como pares de elétrons.
  • Para completar octetos nos oxigênios com ligações simples, cada O precisa de mais 6 elétrons (3 pares), então usa-se 6\times 2 = 12 elétrons para os dois O. Depois disso sobra 13-12=1 elétron, que fica como elétron desemparelhado (não pareado) no nitrogênio.
  • Contagem dos elétrons ao redor do nitrogênio nessa estrutura: N participa de uma ligação dupla efetiva numa das ressonâncias (ver abaixo), mas no esquema que acabamos de montar N tem:
    • 4 elétrons provenientes da ligação dupla (em uma das ressonâncias),
    • 2 elétrons da ligação simples,
    • 1 elétron não pareado.
      Somando:
    4 + 2 + 1 = 7\\ \text{elétrons ao redor de N.}é
Logo, o nitrogênio não atinge o octeto (faltam 1 elétron): sua camada de valência está incompleta.
Observação sobre ressonância: as estruturas de Lewis melhores para \mathrm{NO}_2 são estruturas ressonantes onde a dupla ligação pode estar ora com um O, ora com o outro; porém mesmo considerando a ressonância o número de elétrons em torno de N é 7 em média — o octeto não é completado para a espécie neutra. Portanto o átomo central tem a camada de valência incompleta.

Passo 4

Determinar a geometria usando VSEPR (Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência).
  • Em VSEPR contamos domínios eletrônicos ao redor do átomo central: aqui há duas regiões de ligação (N–O e N–O) e mais um domínio correspondente ao elétron desemparelhado. Isso totaliza 3 domínios eletrônicos.
  • Três domínios eletrônicos dão uma geometria eletrônica trigonal plana; removendo um domínio (o elétron não ligado ou não pareado) a geometria molecular resultante é angular (curvada, “bent”).
  • Em particular, não é linear (linear corresponderia a apenas 2 domínios eletrônicos dispostos em 180^\circ). Portanto a forma molecular é angular (dobrada).

Passo 5

Conexão final entre os dois itens pedidos
  • Geometria: angular (bent) por ter 3 domínios eletrônicos (2 ligações + 1 elétron desemp.).
  • Camada do átomo central (N): incompleta — N não alcança o octeto na espécie neutra \mathrm{NO}_2 (tem 7 elétrons ao seu redor).

Resposta

c) angular e incompleta.

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