Desenhe uma estrutura de Lewis para cada uma das moléculas a seguir e atribua cargas aos átomos onde apropriado. A conectividade dos átomos é dada entre parênteses.
(h)
(HNNN)
(h)
Passo 1
Beleza, o exercício pede para desenhar a estrutura de Lewis de HN₃ (conectividade H–N–N–N) e indicar as cargas formais. Isso é química geral, usando regra do octeto, contagem de elétrons de valência e cálculo de carga formal em cada átomo.
Passo 2
Primeiro, conta os elétrons de valência:
- H tem 1 elétron.
- Cada N tem 5, e são 3 N → 3×5 = 15.
Total = 1 + 15 = 16 elétrons para distribuir.
Passo 3
Desenha o esqueleto conforme dado:
H — N₁ — N₂ — N₃
Agora vai colocar ligações e pares isolados.
H — N₁ — N₂ — N₃
Agora vai colocar ligações e pares isolados.
Passo 4
Coloca uma ligação simples em cada conexão (H–N₁, N₁–N₂, N₂–N₃). Isso consome 3 ligações × 2 ê⁻ = 6 elétrons. Sobraram 16 – 6 = 10 elétrons para pares isolados.
Passo 5
Aplica a regra do octeto e vê onde faltam elétrons:
- N₃ (extremo) precisa de 8: tem 1 ligação, precisa de 6 → 3 pares isolados.
Usa 6 elétrons (sobram 10–6 = 4). - N₁ e N₂ ainda ficam com octeto incompleto se só tiverem simples. Com 4 elétrons sobrando, se colocássemos 2 pares isolados em N₁ e N₂, não caberia octeto em ambos.
Logo, é preciso converter alguns pares isolados em ligações múltiplas entre nitrogênios.
Passo 6
Testamos uma dupla ligação em N₁–N₂ e outra em N₂–N₃:
- Ligações: H–N₁ (1), N₁= N₂ (2), N₂= N₃ (2) → total 5 ligações = 10 elétrons.
- Sobraram 16 – 10 = 6 elétrons para pares isolados.
· N₃, com dupla ligação, precisa de mais 4 elétrons → 2 pares.
· N₁, com 3 ligações (1 com H + 2 com N₂), precisa de 2 elétrons → 1 par.
· N₂ já tem 4 ligações (dupla em cada lado), octeto fechado, sem par isolado.
Agora calcula a carga formal em cada átomo:
Fórmula da carga formal:
- H:
. - N₁:
. - N₂:
. - N₃:
.
Estrutura satisfaz octeto e soma das cargas dá zero.
Resposta
A melhor estrutura de Lewis para HN₃ é:
onde
- N₁ tem um par isolado, carga formal 0;
- N₂ está com carga formal +1;
- N₃ tem dois pares isolados, carga formal −1.