Escreva as estruturas de Lewis dos híbridos de ressonância: N3 ^-, SO3 ^2- e NO3 ^-.

Passo 1

Beleza, o enunciado pede para desenhar as estruturas de Lewis – isto é, mostrar as ligações, pares de elétrons e cargas formais – dos híbridos de ressonância de três íons:


Isso faz parte de química de ligações covalentes e ressonância. Para resolver, a gente vai precisar:
  1. contar os elétrons de valência de cada átomo e somar os extras (pela carga);
  2. montar um esqueleto de ligações simples;
  3. distribuir elétrons ao redor para completar octetos (ou dueto, no caso de H);
  4. calcular a carga formal de cada átomo e, se for o caso, colocar ligações múltiplas para minimizar essas cargas;
  5. identificar todas as “contribuidores” (estruturas de ressonância) que têm a mesma contagem total de elétrons e só mudam na posição das ligações e das cargas formais.

Passo 2

Ion azida, :!Nequiv NN!:
  1. Contagem de elétrons:
    – Cada N tem 5 elétrons de valência → ⁻!:!NNequiv N!:
    – A carga adiciona 1 elétron → total = 16 elétrons
  2. Esqueleto: N–N–N (linear)
  3. Ligações simples usam 2 elétrons cada → 2 ligações = 4 elétrons → sobraram 12 elétrons
  4. Completar octetos:
    – Cada N terminal precisa de 3 pares ao redor do átomo (6 elétrons) + 3 pares de ligação para o N central completar 8 elétrons
    – Depois de preencher, ainda sobra 0 elétrons
  5. Formal charges e ressonância:
    – Uma forma possível é
    ⁻ (terminal esquerdo neutro, central neutro, terminal direito com carga –1)
    – Outra é
    (terminal esquerdo com –1, central neutro, terminal direito neutro)
Elas são equivalentes e formam o híbrido de ressonância de .

Passo 3

Ânion sulfito,
  1. Contagem de elétrons:
    – S: 6 elétrons de valência
    – 3×O:
    – carga : +2 elétrons
    → total = 6 + 18 + 2 = 26 elétrons
  2. Esqueleto: O–S–O
    |
    O
  3. Ligações simples usam 3×2=6 elétrons → sobraram 20 elétrons
  4. Completar octetos nos O’s: cada O precisa de 6 elétrons extras (3 pares) → 3×6 = 18 elétrons → sobraram 2 elétrons que viram par livre no S
  5. Cálculo de cargas formais:
    – O ligado simples: fc = 6 – (6 não-ligantes + 1 ligação) = –1 (tem 3 pares livres + 1 ligação)
    – O ligado duplo (quando formarmos uma dupla): fc = 6 – (4 + 2) = 0
    – S (com expansão de octeto): fc = 6 – (2 não-ligantes + 4 ligações) = 0
Para minimizar cargas, fazemos duas duplas S=O e um simples S–O⁻ em cada estrutura, girando a posição do oxigênio que carrega –1. Assim temos 3 formas de ressonância equivalentes.

Passo 4

Ânion nitrato,
  1. Contagem de elétrons:
    – N: 5 elétrons
    – 3×O: 18 elétrons
    – carga : +1 elétron
    → total = 5 + 18 + 1 = 24 elétrons
  2. Esqueleto: O–N–O
    |
    O
  3. Ligações simples usam 3×2=6 elétrons → sobraram 18 elétrons
  4. Completar octetos nos O’s: 3×6 = 18 elétrons → 0 elétrons sobrando
  5. Cargas formais:
    – O ligado simples: fc = 6 – (6 + 1) = –1
    – O ligado duplo: fc = 6 – (4 + 2) = 0
    – N: fc = 5 – (0 não-ligantes + 4 ligações) = +1
Melhor distribuir uma dupla e duas simples, girando qual O fica com –1. Dá 3 estruturas de ressonância iguais.

Resposta

[:!Nequiv NN!:]^- ;long<=ftrightarrow; [^-!NNequiv N!:] :
&[,O=S(=O)-O,]^2- long<=ftrightarrow [,O-S(=O)=O,]^2- long<=ftrightarrow [,O=S(-O)=O,]^2-
[,O=N(O)2,]^-;long<=ftrightarrow; [,ON(=O)(O),]^-;long<=ftrightarrow; [,(-O)N(=O)O,]^- : (três formas, aqui duas mostradas)
: (três formas iguais)

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