3.5 Mostre as estruturas de ressonância possíveis para óxido nitroso,
(o átomo central é o nitrogênio). Indique as cargas formais diferentes de zero onde estiverem presentes. Qual estrutura de ressonância dá a melhor representação desta molécula?

Passo 1

O enunciado pede para desenhar as estruturas de ressonância de \mathrm{N_2O} (óxido nitroso), tomando o nitrogênio como átomo central, e indicar as cargas formais. O conteúdo aqui é teoria de ressonância e cálculo de carga formal, usando octeto e contagem de elétrons de valência.

Passo 2

Contamos os elétrons de valência de cada átomo:
\mathrm{N} tem 5 elétrons de valência, outra \mathrm{N} tem 5 e \mathrm{O} tem 6, totalizando
5 + 5 + 6 = 16\quad\text{elétrons.}é
O esqueleto mais razoável é \mathrm{N–N–O}. Primeiro colocamos ligações simples e completamos octetos externos: cada ligação usa 2 elétrons, sobrando 16 - 2\times2 = 12 elétrons para os pares não ligantes. Em seguida introduzimos ligações múltiplas para que cada átomo alcance octeto.

Passo 3

Estrutura de ressonância A: tripla ligação entre os nitrogênios e simples entre o segundo nitrogênio e o oxigênio.
\mathrm{N\equiv N - O}
Calculamos as cargas formais ( \mathrm{CF}) em cada átomo por
\mathrm{CF} = V_{\text{átomo}} - \bigl(\text{elétrons não\textendash ligantes} + \tfrac{1}{2}\,\text{elétrons de ligação}\bigr).áéãéçã
Para a estrutura A:
  • N terminal esquerdo: 5 –{} ( 2 l.p. + \tfrac{1}{2}\cdot 6) =5 –{} ( 2+3) =0.
  • N central: 5 –{} ( 0 l.p. + \tfrac{1}{2}\cdot 8) =5 –{} 4=+1.
  • O terminal: 6 –{} ( 6 l.p. + \tfrac{1}{2}\cdot 2) =6 –{} ( 6+1) = –{} 1.

Passo 4

Estrutura de ressonância B: ligações duplas simétricas
\mathrm{N = N = O}
Cálculo de carga formal:
  • N terminal esquerdo: 5 –{} ( 4 l.p. + \tfrac{1}{2}\cdot 4) =5 –{} ( 4+2) = –{} 1.
  • N central: 5 –{} ( 0 l.p. + \tfrac{1}{2}\cdot 8) =5 –{} 4=+1.
  • O terminal: 6 –{} ( 4 l.p. + \tfrac{1}{2}\cdot 4) =6 –{} ( 4+2) =0.

Passo 5

Comparando as duas estruturas principais:
  • Na A o excesso de carga negativa está em oxigênio ( \ominus em O), que é o átomo mais eletronegativo.
  • Na B o negativo fica num nitrogênio menos eletronegativo.
    Portanto a estrutura A é a que melhor representa o óxido nitroso, pois minimiza energia ao colocar carga negativa no átomo mais eletronegativo e centraliza a carga positiva onde ela é menos penalizante.

Resposta

A melhor estrutura de ressonância de \mathrm{N_2O} é
\mathrm{N\equiv N - O}
com cargas formais 0 em N terminal, +1 no N central e -1 no O.

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