Justifique a estabilidade do sal de diazônio, mostrando o mecanismo e estruturas de ressonância.
Passo 1
O enunciado pede para justificar por que o sal de diazônio aromático é tão estável, mostrando (a) o mecanismo de formação a partir da amina aromática e (b) como o cátion diazônio é estabilizado por estruturas de ressonância. O conteúdo é Química Orgânica (diazotização e ressonância).
Passo 2
Mecanismo de diazotização de uma amina aromática \mathrm{ArNH_2} com nitrito em meio ácido:
Protonação do ácido nitroso \mathrm{HNO_2 + H^+ \longrightarrow H_2NO_2^+}
Geração do íon nitrosônio \mathrm{H_2NO_2^+ \longrightarrow NO^+ + H_2O}
Ataque nucleofílico da amina protonada \mathrm{ArNH_3^+ + NO^+ \longrightarrow ArNH_2–N=O + H^+}
(formação de N-nitrosamina protonada)
Rearranjo e desprotonação levam à perda de água e formação do cátion diazônio \mathrm{ArNH–N=O \xrightarrow{\text{H}^+} ArN_2^+ + H_2O}
Passo 3
Estruturas de ressonância do cátion diazônio \mathrm{Ar–N\equiv N^+}, mostrando a delocalização do centro positivo para o anel aromático:
Em detalhe, o par de elétrons π do anel pode interagir com o sistema \mathrm{N\equiv N^+}, deslocando a carga positiva para o carbono orto ou para o carbono para do anel e, assim, espalhando a carga por toda a estrutura aromática.
Passo 4
Como resultado dessa conjugação entre o sistema diazônio e o anel aromático, a carga positiva não fica localizada num único átomo de nitrogênio, mas sim “espalhada” entre os dois nitrogênios e vários carbonos do anel. Esse efeito de ressonância diminui a energia do cátion e aumenta sua estabilidade, o que torna o sal de diazônio isolável em baixa temperatura.
Resposta
O sal de diazônio é estável porque, após a formação do cátion \mathrm{Ar–N\equiv N^+}, a carga positiva é extensivamente deslocalizada sobre o sistema N_{2} e o anel aromático por meio de múltiplas estruturas de ressonância, reduzindo sua energia e estabilizando o cátion.