Escreva as estruturas de Lewis, calcule a carga formal e escolha a estrutura mais provável para as seguintes moléculas:
(b) \mathrm{NH}_{4}{ }^{+}

Passo 1

O enunciado pede a estrutura de Lewis de \mathrm{NH_{4}^{+}}, o cálculo das cargas formais e a identificação da estrutura mais estável. O conteúdo é desenho de estruturas de Lewis e uso da fórmula de carga formal:
\text{carga formal} = \text{(nº de elétrons de valência do átomo)} - \text{(elétrons não ligantes)} - \tfrac12\,\text{(elétrons ligantes)}.ºéêáéãé

Passo 2

Contamos o total de elétrons de valência disponíveis:
– Nitrogênio: 5 elétrons
– Hidrogênios: 4\times1=4 elétrons
– Carga positiva: subtrai-se 1 elétron
Total:
5 + 4 - 1 = 8\quad\text{elétrons}é

Passo 3

Montamos o esqueleto com o N no centro e quatro H ao redor, ligados por ligações simples. Cada ligação simples consome 2 elétrons; com quatro ligações usamos exatamente os 8 elétrons disponíveis.

Passo 4

Não sobram elétrons para pares isolados, logo não há elétrons não ligantes em \mathrm{N}. Calculamos as cargas formais:
Para o nitrogênio:
– Elétrons de valência: 5
– Elétrons não ligantes: 0
– Elétrons ligantes (4 ligações \times 2 elétrons): 8 \tfrac12 disso = 4
\text{carga formal}(\mathrm{N}) = 5 - 0 - 4 = +1
Para cada hidrogênio:
– Elétrons de valência: 1
– Elétrons não ligantes: 0
– Elétrons ligantes (1 ligação \times 2 elétrons): 2 \tfrac12 disso = 1
\text{carga formal}(\mathrm{H}) = 1 - 0 - 1 = 0

Resposta

A única estrutura de Lewis para \mathrm{NH_{4}^{+}} é aquela com o nitrogênio no centro ligado a quatro hidrogênios por ligações simples, sem pares isolados. As cargas formais são +1 em N e 0 em cada H, e essa configuração é a mais provável.

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