Encontre as possíveis estruturas de Lewis para o íon
(íon azida), calcule a carga formal de cada átomo nas estruturas e determine qual das estruturas é a mais estável (dominante), justificando sua resposta.
Valores de eletronegatividade de alguns elementos químicos
H
2,2
He
-
hline Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
-
hline Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
0,9
1,3
1,6
1,9
2,1
2,5
3,1
-
hline K
Ca
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
0,8
1,0
1,8
2,0
2,1
2,5
2,9
-
hline Rb
Sr
In
Sn
Sb
Te
I
Xe
0,8
1,0
1,5
1,9
2,0
2,1
2,6
-
hline
|
|
||||||||||
hline Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||
1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | - | ||||
hline Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||
0,9 | 1,3 | 1,6 | 1,9 | 2,1 | 2,5 | 3,1 | - | ||||
hline K | Ca | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||
0,8 | 1,0 | 1,8 | 2,0 | 2,1 | 2,5 | 2,9 | - | ||||
hline Rb | Sr | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | ||||
0,8 | 1,0 | 1,5 | 1,9 | 2,0 | 2,1 | 2,6 | - | ||||
hline |
Passo 1
O enunciado pede para desenhar as estruturas de Lewis do íon azida (
), calcular a carga formal de cada nitrogênio em cada estrutura e determinar qual é a mais estável. O conteúdo envolve:
- Contagem de elétrons de valência
- Desenho de esqueleto molecular e possíveis ressonâncias
- Cálculo de carga formal
- Critério de estabilidade baseado em separação de cargas e eletronegatividade
Passo 2
Contagem de elétrons de valência do íon
:
Cada nitrogênio tem elétrons de valência e o íon carrega mais um elétron.
Cada nitrogênio tem
Como cada ligação consome
elétrons, temos
pares de elétrons para distribuir entre ligações e pares isolados.
Passo 3
O esqueleto do ânion azida é linear: N–N–N. As únicas formas de usar
pares num sistema com duas ligações conectando três átomos são:
(i) uma ligação tripla entre N
–N
e simples entre N
–N
(ii) uma ligação simples entre N –N
e tripla entre N
–N
(iii) duas ligações duplas: N N
e N
N
(ii) uma ligação simples entre N
(iii) duas ligações duplas: N
Desenhamos então três estruturas de ressonância:
Passo 4
Cálculo de carga formal em cada estrutura usando
onde
para N.
Estrutura (i):
Estrutura (ii):
Estrutura (iii):
Passo 5
Para julgar estabilidade:
- Queremos cargas formais de menor magnitude possível
- Cargas negativas devem ficar nos átomos mais eletronegativos (aqui terminais)
- Minimizar separação de carga maior que
Nas estruturas (i) e (ii) aparece um
terminal, o que é desfavorável. Na (iii) temos apenas
nos terminais e
no átomo central, distribuição ótima e simétrica.
Resposta
A estrutura mais estável (dominante) é
com cargas formais
e
.