Escreva as fórmulas estruturais de cada molécula ou íon a seguir, representando, quando for o caso, os elétrons não ligantes (estruturas de Lewis).
Passo 1
O enunciado pede que eu escreva as fórmulas estruturais (incluindo, quando for o caso, os elétrons não ligantes — estruturas de Lewis) da espécie cuja fórmula molecular é
.
Informações dadas: apenas a fórmula molecular . Não há cargas indicadas, então vou assumir a espécie neutra.
Informações dadas: apenas a fórmula molecular
Passo 2
Vou explicar o método passo a passo (bem devagarinho, tipo explicando para um colega nervoso antes da prova): para desenhar uma estrutura de Lewis, sigo estes passos gerais:
- Contar os elétrons de valência disponíveis.
- Escolher o átomo central (hidrogênio nunca é central).
- Ligar os átomos com ligações simples primeiro (cada ligação usa 2 elétrons).
- Distribuir os elétrons restantes como pares isolados (lone pairs) para completar octetos (ou duetos para H).
- Verificar octetos e calcular cargas formais; escolher a estrutura com cargas formais mínimas.
Sempre que eu usar fórmulas/valores, vou mostrar como calculei.
Passo 3
Contagem dos elétrons de valência para
.
- Cada átomo de carbono tem
elétrons de valência: . - Cada hidrogênio tem
elétron; há hidrogênios: . - Nitrogênio tem
elétrons de valência: .
Total de elétrons de valência:
Então temos
elétrons disponíveis para distribuir.
Passo 4
Escolha do esqueleto (átomo central): hidrogênio não pode ser central (só faz uma ligação). Com apenas um carbono e um nitrogênio, o arranjo mais razoável é o carbono ligado ao nitrogênio, e cada hidrogênio ligado a C ou N de forma a totalizar 5 H. A maneira comum e estável é:
isto é,
(metilamina), onde o carbono tem três H e está ligado ao N, e o N tem dois H além da ligação ao C.
Passo 5
Fazer ligações simples e contar os elétrons usados: cada ligação simples usa
elétrons. Na estrutura proposta temos as seguintes ligações:
-
ligações (para os três H ligados ao C), -
ligação , -
ligações (para os dois H ligados ao N).
Total de ligações =. Cada ligação usa elétrons, então elétrons usados em ligações:
Como tínhamos
elétrons no total, sobram
para colocar como pares não ligantes.
Passo 6
Distribuir os elétrons restantes para completar octetos/duetos: os
elétrons que sobraram viram um par não ligante (lone pair) no átomo mais eletronegativo que ainda precise completar octeto — aqui é o nitrogênio. Então colocamos um par isolado sobre o
.
Agora cada átomo tem:
- Hidrogênios: cada H ligado tem 1 ligação (2 elétrons) → dueto satisfeito.
- Carbono: 3 ligações C–H + 1 ligação C–N = 4 ligações =
elétrons ao seu redor → octeto satisfeito. - Nitrogênio: 3 ligações (C e 2 H) =
elétrons de ligação + 1 par isolado = elétrons → total → octeto satisfeito.
Passo 7
Calcular cargas formais para checar a estabilidade da estrutura. Fórmula da carga formal:
Para o nitrogênio:
Para o carbono:
Para cada hidrogênio:
Todas as cargas formais são zero, portanto essa estrutura é razoável e neutra.
Passo 8
Representações finais (explicando a notação):
- Fórmula condensada (esqueleto):
. - Estrutura de Lewis, mostrando o par isolado em
: é comum escrever como
onde
representa o par de elétrons não ligantes sobre o nitrogênio. Se quiser desenhar “em estrela” (mais gráfico), seria algo como:
Passo 9
Comentário rápido de física-prática para a prova (você pediu didático): memorizando o padrão — para compostos com um carbono e um nitrogênio e cinco hidrogênios, pensar imediatamente em
(metilamina) é uma boa estratégia. Conte elétrons, faça ligações simples, complete octetos e cheque cargas formais; isso resolve a maioria dos casos simples sem sofrer muito.