Escreva a estrutura de Lewis e determine a carga formal para os átomos das estruturas abaixo.
Passo 1
Beleza, vamos resolver o exercício que pede para a gente desenhar a estrutura de Lewis do íon nitrato, que é
. A gente vai trabalhar com conceitos de estruturas de Lewis e cálculo de carga formal. Primeiro, precisamos saber quantos elétrons a gente tem pra distribuir e como eles se organizam na molécula.
Passo 2
Primeiro, vamos contar o total de elétrons de valência. O nitrogênio (N) tem 5 elétrons de valência e cada oxigênio (O) tem 6. Como são 3 oxigênios, temos
elétrons. Além disso, o íon tem uma carga negativa, então adicionamos mais 1 elétron. No total, temos
elétrons para distribuir.
Passo 3
Agora, vamos montar a estrutura básica. O nitrogênio será o átomo central porque geralmente é menos eletronegativo que o oxigênio. Vamos ligar o N aos 3 O usando ligações simples inicialmente.
Passo 4
Cada ligação simples usa 2 elétrons, então usamos
elétrons nas ligações. Subtraindo dos 24 elétrons totais, restam
elétrons para distribuir como pares de elétrons livres nos átomos.
Passo 5
Vamos distribuir os elétrons livres nos oxigênios para completar seus octetos. Cada oxigênio já tem 2 elétrons na ligação com o nitrogênio, então precisa de mais 6 elétrons (3 pares) para completar 8. Para 3 oxigênios, isso usa
elétrons, que é exatamente o que temos disponível.
Passo 6
Nesse ponto, todos os oxigênios têm seus octetos completos, mas o nitrogênio tem apenas 6 elétrons ao seu redor (3 ligações simples). Para completar o octeto do nitrogênio, vamos converter uma das ligações simples em uma ligação dupla. Isso significa que um dos oxigênios terá uma ligação dupla com o nitrogênio.
Passo 7
Agora, vamos calcular as cargas formais. A carga formal é dada por:
Para o nitrogênio:
Para o oxigênio com ligação dupla:
Para os outros dois oxigênios:
Resposta
A estrutura de Lewis do
tem o nitrogênio no centro ligado a três oxigênios, sendo uma ligação dupla e duas simples. As cargas formais são: nitrogênio com +1 e cada oxigênio com -1.