Escreva a estrutura de Lewis e determine a geometria molecular de:
ONF
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
, e (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):
-
: elétrons. -
: elétrons. -
: 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.
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
,
e
:
-
é o mais eletronegativo (sempre terminal). -
é mais eletronegativo que .
Logo, o átomo central razoável é o.
Portanto assumimos a conectividade
.
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
pares de elétrons
elétrons.
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 (
e
) com os elétrons restantes.
- Para
: precisa de pares isolados (6 elétrons) para completar o octeto após a ligação N–F. - Para
(se considerada com ligação simples N–O): precisa de pares isolados (6 elétrons) para completar o octeto.
Colocando esses pares:
Esses
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
: 2 (par isolado) + 2 (ligação com F) + 2 (ligação com O) = 6 elétrons.
Isto viola a regra do octeto para(ficaria com apenas 6 elétrons).
- Elétrons atribuídos a
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
e
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
ficam 3 pares = 6 elétrons; em (agora com dupla) ficam 2 pares = 4 elétrons; sobra 1 par no = 2 elétrons.
Somando:elétrons — bate com o total disponível.
Verificação de octetos:
-
: (pares isolados) + (ligação) = elétrons — ok. -
: (pares isolados) + (dupla ligação) = elétrons — ok. -
: (par isolado) + (dupla com O) + (simples com F) = 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:
.
Aplicando a cada átomo na estrutura com
e pares isolados conforme o passo anterior:
- Para
: - Para
: - Para
:
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
e : . - Ligação simples entre
e : . - Pares isolados:
tem três pares; tem dois pares; tem um par.
Representação esquemática (texto):
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
:
- Região 1: ligação com
(uma região). - Região 2: ligação dupla com
(conta como uma região). - Região 3: um par isolado no
.
Total de domínios =
.
Regras VSEPR rápidas:
-
domínios → geometria eletrônica trigonal planar. - Com
par isolado e 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
ligeiramente reduzido pelo par isolado (talvez algo como
, 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
. - Coloque 3 pares isolados ao redor de
, 2 pares ao redor de , e 1 par isolado em . - 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:
com três pares isolados em
, dois pares isolados em
e um par isolado em
.
Geometria molecular: angular (bent); geometria eletrônica ao redor de : trigonal planar (3 domínios), ângulo cerca de
ligeiramente reduzido pelo par isolado.
Geometria molecular: angular (bent); geometria eletrônica ao redor de