Desenhe as estruturas de Lewis das espécies abaixo e de seus principais contribuintes de ressonância, incluindo cargas formais onde aplicável. Avalie a importância relativa das estruturas de Lewis em cada caso. Justifique.
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra gente desenhar as estruturas de Lewis do íon nitrito,
, mostrar todos os contribuintes de ressonância com cargas formais e dizer quais são mais importantes. Isso é conteúdo de estruturas de Lewis, regra do octeto, cálculo de elétrons de valência e cargas formais. Vamos precisar:
- Saber contar elétrons de valência (N tem 5, cada O tem 6, e o íon tem carga –1).
- Montar o esqueleto (N no centro, dois O ao redor).
- Distribuir elétrons para satisfazer octeto.
- Calcular cargas formais e desenhar os contribuintes de ressonância.
Passo 2
Primeiro, conta geral de elétrons de valência:
N = 5, 2×O = 2×6 = 12, mais 1 elétron extra por causa da carga –1 → total = 5 + 12 + 1 = 18 elétrons (ou 9 pares de elétrons).
N = 5, 2×O = 2×6 = 12, mais 1 elétron extra por causa da carga –1 → total = 5 + 12 + 1 = 18 elétrons (ou 9 pares de elétrons).
Passo 3
Desenha o esqueleto básico:
O — N — O
Isso usa 2 ligações, ou 4 elétrons (2 pares). Ainda faltam 18 – 4 = 14 elétrons a distribuir.
O — N — O
Isso usa 2 ligações, ou 4 elétrons (2 pares). Ainda faltam 18 – 4 = 14 elétrons a distribuir.
Passo 4
Agora, preenche o octeto dos oxigênios primeiro. Cada O precisa de 8 elétrons totais: já tem 2 na ligação com o N, então faltam 6 em cada um.
6×2 = 12 elétrons (6 pares) vão para os dois O.
Sobra 14 – 12 = 2 elétrons (1 par), que colocamos no N, completando o octeto dele.
6×2 = 12 elétrons (6 pares) vão para os dois O.
Sobra 14 – 12 = 2 elétrons (1 par), que colocamos no N, completando o octeto dele.
Até agora temos:
• Cada O tem 3 pares não-ligantes;
• N tem 1 par não-ligante;
• Ligações simples O–N.
• Cada O tem 3 pares não-ligantes;
• N tem 1 par não-ligante;
• Ligações simples O–N.
Passo 5
Calcula as cargas formais:
Para o N:
valência (5) – [não-ligantes (2) + ligações/2 (4/2=2)] = 5 – (2+2) = +1
Para o N:
valência (5) – [não-ligantes (2) + ligações/2 (4/2=2)] = 5 – (2+2) = +1
Para o O ligado simples:
6 – [não-ligantes (6) + ligações/2 (2/2=1)] = 6 – (6+1) = –1
6 – [não-ligantes (6) + ligações/2 (2/2=1)] = 6 – (6+1) = –1
Para o O ligado duplo (ainda não desenhamos a dupla, mas vamos ver): com ligação simples o outro O fica com carga –1, sobra um octeto instável. Mas se fizermos uma ligação dupla N=O:
- Esse O tem 4 não-ligantes + 2 ligações → carga formal = 6 – (4 + 2) = 0
- O outro O (ligação simples) fica com –1 como mostrado.
- N agora tem 0 não-ligantes e 3 ligações → carga = 5 – (0 + 3) = +2, mas isso passa o octeto no N se forem duas duplas!
Ajustando: a forma estável é ter uma dupla e uma simples, e o par extra no N. Aí N fica com carga +1, um O com 0, outro com –1.
Passo 6
Desenha os dois contribuintes de ressonância “alternando” qual oxigênio tem a ligação dupla e a carga –1:
(1) O= N – O⁻ ( carga +1 no N, 0 no O duplo, –1 no O simples )
(2) O⁻ – N = O ( mesma distribuição de cargas, mas invertida nos O )
(2) O⁻ – N = O ( mesma distribuição de cargas, mas invertida nos O )
Passo 7
Importância relativa:
As duas estruturas são idênticas em energia (são apenas espelho uma da outra), então elas contribuem igualmente. A estrutura real é uma média delas, com ordem de ligação N–O ≈ 1,5 e carga –0,5 em cada oxigênio.
As duas estruturas são idênticas em energia (são apenas espelho uma da outra), então elas contribuem igualmente. A estrutura real é uma média delas, com ordem de ligação N–O ≈ 1,5 e carga –0,5 em cada oxigênio.
Resposta
As principais estruturas de ressonância de
são:
(1) … …
:O= N – O:⁻
… …
:O= N – O:⁻
… …
(2) … …
😮:⁻ – N = O
… …
😮:⁻ – N = O
… …
Em cada forma, a carga formal no N é +1, em um O é 0 e no outro é –1. Ambas contribuem igualmente (50 % cada) para a estrutura real, que tem ligações N–O de ordem 1,5 e carga parcial –½ em cada oxigênio.