2.1 Desenhe as estruturas de Lewis para:
Passo 1
O que o enunciado pede e o que temos:
- Pedem para desenhar a(s) estrutura(s) de Lewis para a espécie
. - O enunciado dá a fórmula química
, ou seja, uma molécula diatômica formada por nitrogênio e oxigênio, com carga total . - Informações relevantes a extrair: número de átomos (N e O) e a carga total do íon (
). Nada mais é dado explicitamente.
Passo 2
Contagem de elétrons de valência (passo fundamental em Lewis).
- Nitrogênio tem
elétrons de valência: . - Oxigênio tem
elétrons de valência: . - Se a molécula fosse neutra, total seria
elétrons de valência. - Como temos um íon com carga
, devemos remover um elétron: total de elétrons de valência disponíveis para desenhar a estrutura de Lewis é
Explicação rápida do porquê: carga positiva significa falta de um elétron no total.
Passo 3
Esqueleto e regra do octeto (primeira tentativa com ligação simples).
- São dois átomos, então a conexão é óbvia:
. - Uma ligação simples usa
elétrons. Se colocarmos apenas uma ligação simples, restam elétrons para distribuir como pares isolados (lone pairs). - Para satisfazer o octeto:
- Cada átomo precisa de
elétrons ao redor (regra do octeto) — lembrando que cada ligação conta com 2 elétrons partilhados.
- Cada átomo precisa de
- Distribuindo
elétrons como pares isolados preferencialmente no átomo mais eletronegativo (oxigênio), o nitrogênio acaba sem octeto completo com apenas uma ligação. Então a ligação simples não fecha o octeto de ambos: precisamos testar ligações múltiplas.
Passo 4
Tentar ligações múltiplas para satisfazer octetos e usar os
elétrons.
- Se fizermos uma ligação tripla (
ligações) entre N e O usamos elétrons na ligação. Restam elétrons, que formam dois pares isolados. - Colocando um par isolado em cada átomo (uma forma natural para distribuir os dois pares restantes), cada átomo terá:
- Nitrogênio:
ligações (6 elétrons vindos das ligações) + par isolado (2 elétrons) = elétrons → octeto satisfeito. - Oxigênio:
ligações (6 elétrons) + par isolado (2 elétrons) = elétrons → octeto satisfeito.
- Nitrogênio:
- Verificação da contagem total de elétrons:
(ligações) (par em N) (par em O) . OK.
Passo 5
Cálculo de cargas formais para avaliar se a estrutura é razoável.
- Fórmula da carga formal:
- Para nitrogênio na estrutura tripla com um par isolado:
- valência:
- elétrons não-ligantes:
- elétrons de ligação (ao redor de N):
ligações elétrons → (contagem para a fórmula) -
- valência:
- Para oxigênio:
- valência:
- elétrons não-ligantes:
- elétrons de ligação:
ligações elétrons → -
- valência:
- Soma das cargas formais:
, que é a carga total do íon . Ótimo — a estrutura é consistente com a carga total. - Observação: essa distribuição de cargas (formalmente
e na estrutura de Lewis) é a que minimiza cargas formais dentro das possibilidades e satisfaz os octetos.
Passo 6
Interpretação final e observações úteis para a prova (o que memorizar/praticar).
- A estrutura de Lewis mais estável para
é com uma ligação tripla entre N e O e um par isolado em cada átomo. - Ordem de ligação:
(tripla). Isso explica que tem ligação curta e forte; é isoelectrônico com e com (todos têm elétrons de valência). - Formalmente:
e . A carga positiva global pode ser representada sobre a molécula inteira, mas na estrutura de Lewis o oxigênio carrega a carga formal . - Dica de prova: conte sempre os elétrons totais (incluindo remover/adição por carga), comece com ligação simples, distribua pares, e se algum átomo não alcançar o octeto, tente aumentar a multiplicidade da ligação (dupla, tripla) até fechar octetos e minimizar cargas formais.