Após uma reação química, obteve-se uma molécula contendo 2 nitrogênios e 1 oxigênio. Desenhe todas as estruturas de Lewis possíveis para essa molécula. Justifique qual é a estrutura correta.

Passo 1

O enunciado pede as estruturas de Lewis para a molécula com fórmula N2O. Vamos usar os conceitos de regra do octeto, contagem de elétrons de valência e cargas formais para:
1) listar todas as conectividades possíveis entre os dois nitrogênios e o oxigênio;
2) desenhar todas as distribuições de ligações simples, duplas e triplas que preencham octetos;
3) calcular as cargas formais;
4) escolher a estrutura que minimiza cargas formais e deposita carga negativa no átomo mais eletronegativo (oxigênio).

Passo 2

Conta de elétrons de valência: cada N dá 5 e^- e O dá 6 e^-, total
2cdot5 + 6 = 16 elétrons é
As conectividades possíveis são
A. N!-!N!-!O
B. N!-!O!-!N.

Passo 3

Conectividade A: N1!-!N2!-!O. Duas distribuições de ligações respeitam octeto:
A 1. ligação tripla entre N1 e N2, simples entre N2 e O:
N1equiv N2 - O
– elétrons não-ligantes: N1 1 par, N2 nenhum, O 3 pares.
– Cargas formais:
q(N1)=5-(2+3)=0, q(N2)=5-(0+4)=+1, q(O)=6-(6+1)=-1
A 2. ligações duplas N1=N2 e N2=O:
N1 = N2 = O
– elétrons não-ligantes: N1 2 pares, N2 nenhum, O 2 pares.
– Cargas formais:
q(N1)=5-(4+2)=-1, q(N2)=5-(0+4)=+1, q(O)=6-(4+2)=0

Passo 4

Conectividade B: N!-!O!-!N. Também há duas distribuições:
B 1. ligações duplas em ambos os lados:
N=O=N
– elétrons não-ligantes: cada N 2 pares, O 2 pares.
– Cargas formais:
q(N)=-1,;q(O)=0,;q(N)=-1(soma= -2),
não compatível com molécula neutra.
B 2. ligação tripla em um lado e simples no outro (duas versões simétricas):
N!equiv!O - N ou N - O!equiv!N
– elétrons não-ligantes: para cada versão uma extremidade fica com 3 pares, o oxigênio com 0 pares.
– Cargas formais nessa disposição: q(O)=+2, q(Nrm tripla)=0, q(Nrm simp<=s)=-2.
Grande separação de carga torna essa opção muito desfavorável.

Passo 5

Comparando todas:
  • Em A 1 e A 2 a molécula fica neutra, mas A 1 deposita carga negativa no oxigênio (mais eletronegativo) e só tem cargas pm1.
  • A 2 deposita carga negativa num nitrogênio.
  • Todas as estruturas de B geram cargas extremas ( pm2) ou netas erradas.

Passo 6

Logo, a estrutura de Lewis correta é a de A 1, com conectividade
N1equiv N2 - O,
cargas formais 0,+1,-1 e molécula linear.

Resposta

Todas as estruturas possíveis (com seus sinais de carga formal) são:
A 1) N1equiv N2 - O, q(N1)=0, q(N2)=+1, q(O)=-1
A 2) N1 = N2 = O, q(N1)=-1, q(N2)=+1, q(O)=0
B 1) N=O=N, cargas formais -1,0,-1 (molécula -2)
B 2) Nequiv O - N (ou invertida), cargas formais 0,+2,-2
A estrutura A 1 é a que minimiza as cargas e coloca o íon negativo no átomo mais eletronegativo, portanto é a forma de Lewis correta para N2O.

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