Desenhe três estruturas de ressonância razoáveis para o óxido nitroso, \mathrm{N}_{2} \mathrm{O}, sabendo que o nitrogênio é um átomo central. Determine o valor da carga formal para cada átomo e estabeleça a ordem crescente de estabilidade para o híbrido de ressonância.

Passo 1

O enunciado pede para desenharmos três estruturas de ressonância razoáveis para o óxido nitroso, \mathrm{N_{2}O}, com o nitrogênio central, calcular a carga formal de cada átomo e decidir qual estrutura é a mais estável. O conteúdo envolve desenho de estruturas de Lewis, cálculo de cargas formais e comparação de estabilidade de ressonâncias.

Passo 2

Primeiro, contamos os elétrons de valência e definimos a disposição atômica. Cada nitrogênio dá 5 elétrons e o oxigênio dá 6, totalizando
5 + 5 + 6 = 16
elétrons de valência. A conectividade escolhida é \mathrm{N}_\alpha-\mathrm{N}_\beta-\mathrm{O}, linear. Em seguida, colocamos inicialmente ligações simples e distribuímos elétrons até fechar oito elétrons (octeto) em cada átomo, depois ajustamos as ligações para gerar ressonâncias.

Passo 3

Estrutura 1: ligação tripla entre \mathrm{N}_\alpha e \mathrm{N}_\beta, simples entre \mathrm{N}_\beta e O.
\mathrm{N}_\alpha\equiv\mathrm{N}_\beta - \mathrm{O}
Atribuindo pares de elétrons livres para fechar octetos, obtemos as cargas formais:
\mathrm{N}_\alpha: 5 - (2_{\text{não lig.}} + 3_{\text{ligações}})=0ãçõ,
\mathrm{N}_\beta: 5 - (0 + 4)=+1,
\mathrm{O}: 6 - (6 + 1)= -1.

Passo 4

Estrutura 2: duplas ligações em série, \mathrm{N}_\alpha=\mathrm{N}_\beta=\mathrm{O}.
\mathrm{N}_\alpha = \mathrm{N}_\beta = \mathrm{O}
Fechando octetos, as cargas formais são:
\mathrm{N}_\alpha: 5 - (4 + 2)= -1,
\mathrm{N}_\beta: 5 - (0 + 4)= +1,
\mathrm{O}: 6 - (4 + 2)=0.

Passo 5

Estrutura 3: simples entre \mathrm{N}_\alpha e \mathrm{N}_\beta, tripla entre \mathrm{N}_\beta e O.
\mathrm{N}_\alpha - \mathrm{N}_\beta \equiv \mathrm{O}
Completando octetos, as cargas formais ficam:
\mathrm{N}_\alpha: 5 - (6 + 1)= -2,
\mathrm{N}_\beta: 5 - (0 + 4)= +1,
\mathrm{O}: 6 - (2 + 3)= +1.

Passo 6

Para comparar a estabilidade das ressonâncias, lembramos que (i) estruturas com menores cargas formais em módulo são mais estáveis e (ii) quando há carga negativa, convém que ela fique no átomo mais eletronegativo (oxigênio). Assim:
  • Estrutura 1 tem somente cargas \,0,+1,-1 e o -1 está no oxigênio \to mais estável.
  • Estrutura 2 tem cargas -1,+1,0, mas o -1 em nitrogênio é menos favorável.
  • Estrutura 3 tem cargas muito separadas -2,+1,+1 \to menos estável.

Resposta

Primeira estrutura:
\mathrm{N}_\alpha\equiv\mathrm{N}_\beta - \mathrm{O}, com cargas formais 0,+1,-1.
Segunda estrutura:
\mathrm{N}_\alpha=\mathrm{N}_\beta=\mathrm{O}, com cargas formais -1,+1,0.
Terceira estrutura:
\mathrm{N}_\alpha - \mathrm{N}_\beta\equiv\mathrm{O}, com cargas formais -2,+1,+1.
Ordem crescente de estabilidade (do menos para o mais estável):
Terceira < Segunda < Primeira.

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