Das fórmulas dadas a seguir, algumas apresentam erros. Identifique as fórmulas e comente os erros.
\mathrm{NH}_{4}

Passo 1

O enunciado apresenta a fórmula química \mathrm{NH}_4 e pede para identificar se há erro(s) e comentar quais são.
Informações dadas: a fórmula fornecida é \mathrm{NH}_4.
Pergunta: essa fórmula está correta? Se não, qual é o erro e como corrigi-la?

Passo 2

Vamos revisar um conceito básico que sempre usamos para checar fórmulas: contagem de elétrons de valência.
Cada átomo traz um número de elétrons de valência (os elétrons das camadas externas que participam de ligações). Para os átomos aqui:
\mathrm{N} tem 5 elétrons de valência.
Cada \mathrm{H} tem 1 elétron de valência.
Para a espécie \mathrm{NH}_4 (do jeito que foi escrita), o total de elétrons de valência é
5 + 4\cdot 1 = 9.
Então a molécula neutra \mathrm{NH}_4 teria 9 elétrons de valência — um número ímpar.

Passo 3

Por que o número ímpar importa? Em estruturas de Lewis (que representam pares de elétrons em ligações e pares isolados), um número ímpar de elétrons implica obrigatoriamente a existência de um elétron ímpar não pareado: isso gera um radical (espécie com elétron desemparelhado) e normalmente é instável. Além disso, para átomos como o nitrogênio procurar satisfazer a regra do octeto (ter 8 elétrons ao redor) fica complicado com 9 elétrons totais. Portanto, a espécie neutra \mathrm{NH}_4 como apresentada não corresponde à forma estável mais conhecida; ela seria um radical temporário ( \mathrm{NH}_4^\bullet) e não é a forma química que se espera escrever em química inorgânica/analítica cotidiana.

Passo 4

A espécie estável e comum com quatro hidrogênios ligada ao nitrogênio é o íon amônio, cujo símbolo correto é \mathrm{NH}_4^{+}. Vamos checar eletronicamente: para \mathrm{NH}_4^{+} o total de elétrons de valência é
5 + 4\cdot 1 - 1 = 8,
onde subtraímos 1 porque há carga positiva (falta um elétron). Com 8 elétrons é possível desenhar a estrutura de Lewis com nitrogênio formando quatro ligações simples com quatro hidrogênios e sem pares não ligantes no N — o nitrogênio atinge efetivamente um octeto (compartilhado via ligações) e a estrutura é estável.

Passo 5

Cálculo de carga formal para confirmar: em \mathrm{NH}_4^{+}, o nitrogênio “possui” metade dos elétrons de ligação (4 ligações → 8 elétrons → 4 para o N) e nenhum par isolado, logo carga formal do N é
\text{carga formal} = \text{valência do N} - (\text{elétrons não ligantes} + \tfrac{1}{2}\,\text{elétrons de ligação}) = 5 - (0 + 4) = +1.êéãéçã
Isso coincide com a carga global +\!1 do íon. Portanto \mathrm{NH}_4^{+} é a fórmula correta e coerente eletronicamente.

Passo 6

Comentários sobre notação correta: ao escrever íons em fórmulas, é preferível indicar a carga como sobrescrito, por exemplo \mathrm{NH}_4^{+}. Quando estiver representando o íon dentro de um composto iônico (por exemplo, cloreto de amônio), é comum escrever o cátion entre colchetes com a carga fora: [\mathrm{NH}_4]^{+}\mathrm{Cl}^{-} ou simplesmente \mathrm{NH}_4\mathrm{Cl} para o sal. Evite deixar a carga implícita — no enunciado a falta do sinal de carga é justamente o erro.

Passo 7

Resumo comparativo rápido (pra fixar, tipo amigo explicando):
  • Compare com \mathrm{CH}_4 (metano): o carbono tem 4 elétrons de valência, mais 4 de hidrogênios = 8 elétrons — número par e fácil de dar forma estável (não precisa de carga).
  • Em \mathrm{NH}_4 a soma dá 9 (ímpar) → problema; em \mathrm{NH}_4^{+} soma dá 8 → estável (íons amônio são muito comuns). Isso é uma maneira prática de checar se uma fórmula faz sentido.

Resposta

\mathrm{NH}_4: incorreta — falta indicar a carga. A forma estável e correta é \mathrm{NH}_4^{+} (íon amônio); a escrita \mathrm{NH}_4 corresponderia a um radical com elétron ímpar e não é a forma esperada em química de sais (use também [\mathrm{NH}_4]^{+} quando apropriado).

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