3.4 Três isômeros com a fórmula
são conhecidos: ONCN (cianeto de nitrosila), ONNC (isocianeto de nitrosila) e NOCN (cianeto de isonitrosila). Desenhe as estruturas de ressonância
mais importantes destes isômeros e determine as cargas formais. Qual isômero você prevê que seja a forma mais estável (de menor energia)? (Ver G. Maier, H. P. Reinsenauer, J. Eckwert, M. Naumann, M. De Marco, Angew. Chem., Int. Ed., 1997, 36, 1707.)
são conhecidos: ONCN (cianeto de nitrosila), ONNC (isocianeto de nitrosila) e NOCN (cianeto de isonitrosila). Desenhe as estruturas de ressonância
mais importantes destes isômeros e determine as cargas formais. Qual isômero você prevê que seja a forma mais estável (de menor energia)? (Ver G. Maier, H. P. Reinsenauer, J. Eckwert, M. Naumann, M. De Marco, Angew. Chem., Int. Ed., 1997, 36, 1707.)
Passo 1
O enunciado trata de três isômeros da fórmula global ONCN, com conectividades distintas:
. ONCN (O–N–C–N)
. ONNC (O–N–N–C)
. NOCN (N–O–C–N)
O objetivo é para cada isômero (a) desenhar a principal estrutura de ressonância com carga formal zero ou mínima, (b) indicar as cargas formais em cada átomo e (c) prever qual isômero é o mais estável (menor energia), com base na ausência de separação de carga e na força das ligações múltiplas.
O objetivo é para cada isômero (a) desenhar a principal estrutura de ressonância com carga formal zero ou mínima, (b) indicar as cargas formais em cada átomo e (c) prever qual isômero é o mais estável (menor energia), com base na ausência de separação de carga e na força das ligações múltiplas.
Passo 2
Para ONCN (conectividade O–N–C–N), a principal estrutura sem separação de carga é
Calculando cargas formais:
- Oxigênio: valência
, ligações pares isolados . - N central: valência
, ligação dupla simples par livre . - Carbono: valência
, simples ligações da tripla . - Nitrogênio terminal: valência
, ligações da tripla par livre .
Passo 3
Para ONNC (conectividade O–N–N–C), a melhor estrutura com mínima separação de carga é
Cargas formais:
- O:
- N ligado a O:
- N médio (
simples da tripla): - C terminal (
da tripla par livre):
Passo 4
Para NOCN (conectividade N–O–C–N), a estrutura sem separação de carga é
Cálculo das cargas formais:
- N inicial (tripla com O
par livre): - O (
tripla simples pares livres): - C (
simples da tripla): - N final (tripla
par livre):
Passo 5
Comparando os isômeros:
- ONCN e NOCN não apresentam separação de carga na principal ressonância.
- ONNC apresenta carga
/– , o que diminui a estabilidade. - Entre ONCN (
) e NOCN ( ), ambas sem carga, NOCN tem duas ligações triplas fortes ( e ) contra apenas uma em ONCN.
Portanto a ordem de estabilidade prevista é
Resposta
NOCN é o isômero de menor energia (mais estável).