QUESTÃO 1: Estrutura de Lewis - Desenhe a estrutura de Lewis para cada uma das moléculas/espécies mostradas abaixo:
Passo 1
O enunciado pede: desenhar a estrutura de Lewis para
.
Informações dadas (explicitamente presentes na fórmula): há um átomo de cloro ( ), um átomo de nitrogênio (
) e dois átomos de oxigênio (
). Nenhuma figura adicional foi fornecida.
Informações dadas (explicitamente presentes na fórmula): há um átomo de cloro (
Passo 2
Contar os elétrons de valência totais (isso é essencial antes de começar). Explico rápido: elétrons de valência são os elétrons na camada externa de cada átomo e determinam como os átomos compartilham elétrons nas ligações.
Contribuições de cada átomo:
tem
) elétrons de valência,
tem
) e cada
tem
). Então o total é
Contribuições de cada átomo:
Anote esse número: vamos distribuí-los.
Passo 3
Escolher o átomo central (regra prática): normalmente o átomo menos eletronegativo (entre os presentes) e que não seja hidrogênio assume o papel de central. Aqui os candidatos são
,
,
. O nitrogênio é o menos eletronegativo entre eles e também é o único que faz sentido ficar central em um grupo
. Portanto colocamos
no centro, com
e os dois
ligados a ele.
Passo 4
Montar a “estrutura esqueleto” com ligações simples primeiro. Desenhamos:
Ou seja,
ligado por ligações simples a
e aos dois
. Cada ligação simples consome
) elétrons. Temos
ligações simples no esqueleto, usando
Sobraram
Passo 5
Distribuir os elétrons não-ligantes primeiro nos átomos externos para completar octetos (começando por oxigênios e cloro, que são átomos externos). Regras práticas: O e Cl devem ter octeto se possível.
- Cada
ligado por ligação simples precisa de pares (6 elétrons) para completar seu octeto. -
ligado por simples também precisa de pares (6 elétrons).
Distribuindo:
que é exatamente o que tínhamos de sobra. Então após essa distribuição cada oxigênio simples ligado tem três pares isolados (e portanto octeto), e o cloro tem três pares isolados (octeto). O nitrogênio, porém, ficou com apenas três ligações (3 pares = 6 elétrons) — ainda não completou o octeto.
Passo 6
Satisfazer o octeto do nitrogênio criando ligações múltiplas se necessário. O
precisa de mais
elétrons (um par) para completar octeto. A maneira padrão é converter um par isolado de um dos oxigênios em um par de ligação com o
, formando uma ligação dupla
.
Após essa conversão obtemos uma estrutura em que:
- Um oxigênio está duplamente ligado a
(tem então dois pares isolados), - O outro oxigênio permanece com ligação simples (três pares isolados),
-
permanece com ligação simples (três pares isolados), -
agora tem quatro pares de ligação ao todo (uma ligação dupla a um , uma simples ao outro e uma simples ao ), totalizando elétrons ao seu redor — octeto satisfeito.
Contagem de elétrons conferida: ligações agora têm
elétrons em pares de ligação e pares isolados somam
elétrons, total
. Tudo fechado.
Passo 7
Calcular as cargas formais para ver se a estrutura é razoável. Fórmula (explicada): a carga formal é
Vamos aplicar a cada átomo na estrutura que montamos:
-
Para o oxigênio duplamente ligado (
): - elétrons de valência = ),
- não ligantes = ) (dois pares),
- elétrons de ligação = ) (ligação dupla).
-
Para o oxigênio ligado por simples (
): - elétrons de valência = ),
- não ligantes = ) (três pares),
- elétrons de ligação = ).
-
Para o cloro (
): - elétrons de valência = ),
- não ligantes = ),
- elétrons de ligação = ).
-
Para o nitrogênio (
): - elétrons de valência = ),
- não ligantes = ),
- elétrons de ligação = ) (uma dupla = 4 e duas simples = 2+2 total 8).
Somando as cargas formais:
, portanto a distribuição é eletricamente neutra. Essa é uma boa verificação.
Passo 8
Reconhecer ressonância (passo importante para a prova). A estrutura que achamos admite duas estruturas de ressonância equivalentes: a dupla pode estar no primeiro oxigênio ou no segundo oxigênio. Em cada forma de ressonância,
fica com carga formal
, um
fica com carga formal
, e
neutro. O verdadeiro arranjo é um híbrido de ressonância entre essas duas formas, o que distribui a carga negativa parcialmente entre os dois oxigênios.
Passo 9
Resumo prático do que desenhar na prova (o que você deve entregar):
- Desenhe
central ligado por simples a e a um e por dupla a outro . - Mostre os pares isolados: oxigênio duplamente ligado com dois pares isolados; oxigênio simples com três pares isolados;
com três pares isolados; sem par isolado. - Indique as cargas formais:
e (no oxigênio que está ligado por simples). Acrescente a seta de ressonância para a outra forma equivalente (trocando qual oxigênio é o e qual é o ligado duplamente).
Dica rápida para a prova: sempre mostre as duas formas de ressonância e as cargas formais — isso dá pontos e mostra que você entendeu a distribuição eletrônica.