(Chang 2007) - Desenhe uma estrutura de Lewis para o pentóxido de nitrogênio \left(\mathrm{N}_{2} \mathrm{O}_{5}\right) na qual cada átomo de nitrogênio está ligado a três átomos de oxigênio.

Passo 1

O enunciado pede a estrutura de Lewis do pentóxido de nitrogênio, \mathrm{N_2O_5}, de modo que cada átomo de nitrogênio fique ligado a três oxigênios. O conteúdo aqui é a regra do octeto e o cálculo de elétrons de valência para desenhar estruturas de Lewis sem carregar cargas formais.

Passo 2

Calcular o total de elétrons de valência disponíveis:
– Cada nitrogênio traz 5 elétrons de valência, logo 2\times5=10.
– Cada oxigênio traz 6 elétrons de valência, logo 5\times6=30.
Total de elétrons de valência = 10 + 30 = 40.

Passo 3

Definir o esqueleto de conexões: é conhecido que a fórmula estrutural de \mathrm{N_2O_5} pode ser vista como dois grupos –N O_{2} ligados por um oxigênio de ponte. Ou seja,
\mathrm{O_2N\!-\!O\!-\!NO_2}.
Cada N fica então ligado a dois oxigênios terminais e a um oxigênio de ponte.

Passo 4

Desenhar ligações simples seguindo o esqueleto e consumir elétrons:
– Número de ligações simples iniciais =6 (quatro N–O terminais + duas N–O da ponte).
– Elétrons usados nessas ligações = 6 \times 2 = 12.
Restam 40 - 12 = 28 elétrons.

Passo 5

Distribuir pares não ligantes nos oxigênios para completar octetos inicialmente:
– Cada oxigênio terminal tem 1 ligação \to precisa de 3 pares não ligantes ( 6 elétrons) \to 4 terminais \to4\times6=24 elétrons.
– Oxigênio de ponte tem 2 ligações \to precisa de 2 pares não ligantes ( 4 elétrons).
Total alocado = 24 + 4 = 28. Agora não sobram elétrons livres.

Passo 6

Verificar o octeto dos nitrogênios: cada N apresenta apenas 3 ligações simples ( 6 elétrons ao seu redor). Faltam 2 elétrons para completar o octeto de cada N \to precisamos formar ligações duplas com oxigênios terminais.

Passo 7

Converter pares não ligantes de cada oxigênio terminal em ligações duplas com o N correspondente:
– Cada N formará duas ligações duplas (com dois dos seus oxigênios terminais) e manterá a ligação simples ao oxigênio de ponte.
– Isso não altera o número total de elétrons, apenas realoca-os.

Passo 8

Conferir octetos e cargas formais:
– Cada oxigênio terminal duplo fica com 2 pares não ligantes +2 pares de ligação =8 elétrons e FC =0.
– Oxigênio de ponte fica com 2 pares não ligantes +2 pares de ligação =8 elétrons e FC =0.
– Cada nitrogênio fica com 8 elétrons ao redor ( 2 ligações duplas +1 simples) e FC =0.

Resposta

A estrutura de Lewis final pode ser representada esquematicamente assim (cada “:” são pares de elétrons não ligantes):
   ..        ..  
😮: 😮: 😮: 😮:
|| \ // ||
N — O — N
// \
😮: 😮:
… …
Ou de modo simplificado em ASCII:
 O     O  
 ||    ||  
O = N – O – N = O
||
O
Em todas as pontas de oxigênio há dois pares de elétrons isolados e cada nitrogênio cumpre a regra do octeto sem cargas formais.

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