Escreva a estrutura de Lewis e determine a geometria molecular de:
ONF

Passo 1

O enunciado pede duas coisas para a molécula representada por “ONF”:
  • Escrever a estrutura de Lewis.
  • Determinar a geometria molecular.
Informações relevantes dadas (do enunciado):
  • A molécula contém os átomos \mathrm{O}, \mathrm{N} e \mathrm{F} (um de cada).
  • Não há outras informações explícitas (energia, carga, etc.), então assumir molécula neutra.
Dados de valência que vamos usar (valência = elétrons de valência de cada átomo):
  • \mathrm{O}: 6 elétrons.
  • \mathrm{N}: 5 elétrons.
  • \mathrm{F}: 7 elétrons.
O que precisamos decidir antes de desenhar: conectividade (qual átomo fica no centro) e como distribuir os elétrons para satisfazer a regra do octeto.

Passo 2

Calcular o total de elétrons de valência disponíveis.
\text{Total} = 6 + 5 + 7 = 18 \text{ elétrons}é
Explicação (mini-aula): para fazer a estrutura de Lewis somamos os elétrons de valência de cada átomo da molécula neutra. Esse total será distribuído entre ligações (pares compartilhados) e pares isolados (lone pairs).

Passo 3

Escolher o átomo central.
Regra prática: o átomo central costuma ser o menos eletronegativo (exceto hidrogênio) e aquele que pode formar mais ligações. Entre \mathrm{O}, \mathrm{N} e \mathrm{F}:
  • \mathrm{F} é o mais eletronegativo (sempre terminal).
  • \mathrm{O} é mais eletronegativo que \mathrm{N}.
    Logo, o átomo central razoável é o \mathrm{N}.
Portanto assumimos a conectividade \mathrm{F} - \mathrm{N} - \mathrm{O}.

Passo 4

Desenhar ligações simples iniciais e subtrair os elétrons usados por essas ligações.
Duas ligações simples (uma N–F e uma N–O) usam 2 pares de elétrons =4 elétrons.
\text{Elétrons restantes} = 18 - 4 = 14é
Mini-aula: cada ligação simples consome um par de elétrons (2 elétrons). Ao montar a estrutura inicial, colocamos ligações simples entre o átomo central e cada átomo terminal, depois distribuímos os elétrons restantes como pares isolados começando pelos átomos terminais (para completar seus octetos).

Passo 5

Completar os octetos dos átomos terminais ( \mathrm{F} e \mathrm{O}) com os elétrons restantes.
  • Para \mathrm{F}: precisa de 3 pares isolados (6 elétrons) para completar o octeto após a ligação N–F.
  • Para \mathrm{O} (se considerada com ligação simples N–O): precisa de 3 pares isolados (6 elétrons) para completar o octeto.
Colocando esses pares:
\text{Usados para F e O} = 6 + 6 = 12 \text{ elétrons}é
\text{Elétrons restantes} = 14 - 12 = 2 \text{ elétrons}éé
Esses 2 elétrons sobrando seriam naturalmente um par isolado sobre o nitrogênio.

Passo 6

Verificar o octeto do nitrogênio com a configuração atual (ligações simples + um par isolado).
  • No esquema com N ligado simples a F e a O e com um par isolado em N:
    • Elétrons atribuídos a \mathrm{N}: 2 (par isolado) + 2 (ligação com F) + 2 (ligação com O) = 6 elétrons.
      Isto viola a regra do octeto para \mathrm{N} (ficaria com apenas 6 elétrons).
Quando o átomo central não tem octeto completo, devemos tentar formar ligações múltiplas (duplas) com átomos terminais capazes (tipicamente O) para completar o octeto do central.

Passo 7

Formar uma ligação dupla entre \mathrm{N} e \mathrm{O} e recalcular.
Trocar a ligação simples N–O por uma ligação dupla N=O (isso “é” mover um par isolado de O para formar a segunda ligação).
Agora contamos elétrons:
  • Ligações: N=O (2 pares = 4 elétrons) e N–F (1 par = 2 elétrons) → total ligações = 6 elétrons.
  • Pares isolados: em \mathrm{F} ficam 3 pares = 6 elétrons; em \mathrm{O} (agora com dupla) ficam 2 pares = 4 elétrons; sobra 1 par no \mathrm{N} = 2 elétrons.
    Somando: 6 + 6 + 4 + 2 = 18 elétrons — bate com o total disponível.
Verificação de octetos:
  • \mathrm{F}: 6 (pares isolados) + 2 (ligação) = 8 elétrons — ok.
  • \mathrm{O}: 4 (pares isolados) + 4 (dupla ligação) = 8 elétrons — ok.
  • \mathrm{N}: 2 (par isolado) + 4 (dupla com O) + 2 (simples com F) = 8 elétrons — ok.
Mini-aula: ligações duplas ainda contam como uma única região de ligação para efeitos de geometria VSEPR, mas para contagem de elétrons do octeto somam 4 elétrons ao redor dos átomos envolvidos.

Passo 8

Calcular cargas formais para verificar se esta é a estrutura mais razoável.
Fórmula da carga formal: \text{CF} = \text{valência do átomo} - (\text{nº elétrons não compartilhados}) - \tfrac{1}{2}(\text{nº elétrons de ligação})êáºéãºéçã.
Aplicando a cada átomo na estrutura com \mathrm{F}-\mathrm{N}=\mathrm{O} e pares isolados conforme o passo anterior:
  • Para \mathrm{F}: \text{CF}_F = 7 - 6 - \tfrac{1}{2}(2) = 7 - 6 - 1 = 0.
  • Para \mathrm{O}: \text{CF}_O = 6 - 4 - \tfrac{1}{2}(4) = 6 - 4 - 2 = 0.
  • Para \mathrm{N}: \text{CF}_N = 5 - 2 - \tfrac{1}{2}(6) = 5 - 2 - 3 = 0.
Todas as cargas formais são zero, o que indica que essa estrutura é ótima e nenhuma outra com cargas menores é provável.
Mini-aula: escolher a estrutura de Lewis que minimiza cargas formais é uma regra prática para achar a estrutura mais estável.

Passo 9

Desenho final da estrutura de Lewis (descrição):
  • Ligação dupla entre \mathrm{N} e \mathrm{O}: \mathrm{N}=\mathrm{O}.
  • Ligação simples entre \mathrm{N} e \mathrm{F}: \mathrm{F}-\mathrm{N}.
  • Pares isolados: \mathrm{F} tem três pares; \mathrm{O} tem dois pares; \mathrm{N} tem um par.
Representação esquemática (texto): \mathrm{F}-\mathrm{N}(:)\!=\!\mathrm{O} com os pares não compartilhados onde indicado (a notação textual serve para visualização).

Passo 10

Determinar a geometria molecular usando VSEPR.
Contar domínios de elétrons ao redor do átomo central \mathrm{N}:
  • Região 1: ligação com \mathrm{F} (uma região).
  • Região 2: ligação dupla com \mathrm{O} (conta como uma região).
  • Região 3: um par isolado no \mathrm{N}.
Total de domínios = 3.
Regras VSEPR rápidas:
  • 3 domínios → geometria eletrônica trigonal planar.
  • Com 1 par isolado e 2 ligações, a geometria molecular (a forma efetiva observável) é “angular” ou “dobrada” (bent).
Portanto a molécula tem geometria molecular bent (angular) com ângulo aproximado ao redor de \,120^\circ ligeiramente reduzido pelo par isolado (talvez algo como \approx 117^\circ, qualitativamente).
Mini-aula: um par isolado ocupa mais espaço que uma ligação, empurrando as ligações e reduzindo um pouco o ângulo ideal da geometria trigonal plana.

Passo 11

Resumo interpretativo e como desenhar na prova.
  • Escreva \mathrm{F}-\mathrm{N}=\mathrm{O}.
  • Coloque 3 pares isolados ao redor de \mathrm{F}, 2 pares ao redor de \mathrm{O}, e 1 par isolado em \mathrm{N}.
  • Indique geometria: angular (bent), com arranjo eletrônico trigonal planar ao redor do N e um par isolado causando a dobra.
Dica prática para prova: sempre faça (1) contagem de elétrons de valência, (2) conectividade escolhendo átomo central pelo menos eletronegativo, (3) preencha octetos dos terminais, (4) ajuste múltiplas ligações se o central estiver com octeto incompleto, (5) cheque cargas formais e (6) aplique VSEPR contando regiões de densidade eletrônica (par isolado conta como região).

Resposta

Estrutura de Lewis: \mathrm{F}-\mathrm{N}=\mathrm{O} com três pares isolados em \mathrm{F}, dois pares isolados em \mathrm{O} e um par isolado em \mathrm{N}.
Geometria molecular: angular (bent); geometria eletrônica ao redor de \mathrm{N}: trigonal planar (3 domínios), ângulo cerca de 120^\circ ligeiramente reduzido pelo par isolado.

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