Dê a hibridização do átomo central de cada uma das espécies a seguir, e diga se o arranjo em torno de sua ligação é linear, trigonal planar ou tetraédrico:
Passo 1
O enunciado pede duas coisas para a espécie
:
- Determinar a hibridização do átomo central.
- Dizer se o arranjo em torno de sua ligação é linear, trigonal planar ou tetraédrico.
Informação disponível: a espécie é
(íon amônio). O átomo central a analisar é o nitrogênio.
Passo 2
Contagem de elétrons de valência (passo obrigatório para montar a estrutura de Lewis):
- Nitrogênio:
elétrons de valência. - Cada hidrogênio:
elétron de valência; quatro hidrogênios dão elétrons. - A carga positiva remove
elétron do total.
Somando:
Logo, a estrutura de Lewis deve usar
elétrons totais (quatro pares) para a molécula íon.
Passo 3
Montagem da estrutura de Lewis (explicação didática passo a passo):
- Coloca-se o nitrogênio no centro e liga-se cada hidrogênio a ele com uma ligação simples.
- Cada ligação simples contém
elétrons. Quatro ligações simples usam
elétrons, que é exatamente o número disponível.
- Não sobram elétrons para pares não ligantes no nitrogênio, portanto o nitrogênio não tem pares isolados na estrutura de
.
Representação esquemática: o nitrogênio forma quatro ligações N–H e não possui pares livres.
Passo 4
Contagem de regiões de densidade eletrônica e relação com hibridização:
- Ao redor do nitrogênio temos quatro pares ligantes (quatro regiões de densidade eletrônica).
- Regra prática (VSEPR/hibridização):
-
regiões → hibridização (linear), -
regiões → hibridização (trigonal planar), -
regiões → hibridização (tetraédrico).
-
Aqui há
regiões, portanto o nitrogênio está hibridizado como
.
Breve explicação física do que isso significa (didático): hibridização
resulta da mistura de um orbital
com três orbitais
, formando quatro orbitais híbridos equivalentes apontando para os vértices de um tetraedro ideal, com ângulo de ligação aproximado
. Assim as quatro ligações N–H ocupam posições tetraédricas.
Passo 5
Cálculo rápido de carga formal para confirmar a razão da carga positiva:
Fórmula geral: .
Fórmula geral:
Para o nitrogênio em
:
Cada hidrogênio tem carga formal
. Isso confirma que a carga positiva do íon está no nitrogênio, consistente com a fórmula
.
Resposta
Hibridização:
Arranjo: tetraédrico
Arranjo: tetraédrico