Escreva a estrutura de Kekulé das substâncias abaixo representando corretamente a geometria de cada átomo e os pares de elétrons não ligantes. Posteriormente, indique a hibridização de cada átomo central.
Passo 1
O enunciado pede a estrutura de Kekulé do cátion
, mostrando a geometria de cada átomo, os pares de elétrons não ligantes e, por fim, indicando a hibridização de cada átomo central. Vamos usar teoria de ligação de valência (VSEPR) para a geometria e conceito de orbitais híbridos para a hibridização.
Passo 2
Contamos os elétrons de valência: nitrogênio tem 5 elétrons, cada hidrogênio tem 1 elétron, totalizando
elétrons; como é um cátion de carga
, removemos 1 elétron dando
elétrons para distribuir. Esses 8 elétrons formam 4 ligações simples N–H (4 pares ligantes) e não sobra elétron para pares não ligantes.
Passo 3
Desenhamos o nitrogênio no centro com quatro ligações simples para os hidrogênios e indicamos a carga positiva sobre o nitrogênio. Em fórmula de Lewis:
Não há pares não ligantes no nitrogênio nem nos hidrogênios.
Não há pares não ligantes no nitrogênio nem nos hidrogênios.
Passo 4
Como todos os 8 elétrons de valência estão empregados em ligações, não há pares não ligantes sobre o nitrogênio e os hidrogênios não possuem pares livres.
Passo 5
Pelo modelo VSEPR, o nitrogênio possui 4 pares ligantes e 0 pares isolados, o que gera uma distribuição tetraédrica em torno de
, com ângulos aproximadamente
.
Passo 6
Para formar quatro ligações simples equivalentes, o nitrogênio utiliza quatro orbitais híbridos
. Cada hidrogênio usa seu orbital
para ligar ao orbital
do nitrogênio.
Resposta
A estrutura de Kekulé do cátion
é tetraédrica, sem pares não ligantes, e o nitrogênio está híbrido
.