Represente as estruturas de Lewis de cada uma das seguintes moléculas ou íons. Identifique casos em que a regra do octeto não é obedecida; determine qual átomo em cada composto não obedece à regra do octeto; e determine quantos elétrons estão em torno dos seguintes átomos:
NO

Passo 1

O enunciado pede, para a espécie química \mathrm{NO}:
  • Representar as estruturas de Lewis (principais contribuintes de ressonância).
  • Identificar se a regra do octeto é obedecida; caso não seja, dizer qual átomo não obedece.
  • Determinar quantos elétrons estão em torno de cada átomo (nitrogênio e oxigênio) na estrutura de Lewis adequada.
Informações iniciais dadas pelo enunciado:
  • A espécie é \mathrm{NO} (óxido nítrico), neutra, formada por um átomo de nitrogênio e um de oxigênio.

Passo 2

Contagem de elétrons de valência (fundamental para montar a estrutura de Lewis).
  • Nitrogênio tem 5 elétrons de valência.
  • Oxigênio tem 6 elétrons de valência.
    Total de elétrons de valência:
5 + 6 = 11.
Comentário importante: o total é ímpar ( 11), portanto \mathrm{NO} é uma espécie com número ímpar de elétrons — ou seja, um radical (há um elétron desemparelhado). Isso significa desde já que NÃO é possível dar um octeto completo a todos os átomos ao mesmo tempo, porque um elétron sobrará.

Passo 3

Escolha do esqueleto e passo inicial: ligar os dois átomos por uma ligação simples.
  • Esqueleto: \mathrm{N} - \mathrm{O}.
  • Usa-se 2 elétrons para a ligação: sobra 11-2=9 elétrons para distribuir como pares isolados e elétrons desemparelhados.
Regra prática: primeiro tente satisfazer o octeto do átomo mais eletronegativo (oxigênio), depois ajuste o nitrogênio.

Passo 4

Distribuição de elétrons não-ligantes para satisfazer o oxigênio:
  • Para que o oxigênio alcance o octeto, costuma-se colocar pares isolados primeiro nele.
    Se colocarmos três pares (6 elétrons) em O, então:
  • elétrons usados: ligação (2) + pares em O (6) = 8 usados;
  • restam 11-8=3 elétrons que devem ficar no nitrogênio (como um par + 1 elétron desemparelhado) ou repartidos conforme necessário.
Mas é mais vantajoso eletronicamente formar uma ligação dupla entre N e O (reduzir cargas formais). Vamos testar a estrutura com ligação dupla.

Passo 5

Estrutura com ligação dupla (contribuinte principal)
  • Proposta: ligação dupla \mathrm{N}=\mathrm{O}.
  • Distribuição de elétrons não-ligantes: colocar dois pares isolados em O (4 elétrons) e um par isolado + 1 elétron desemparelhado em N (3 elétrons).
    Contagem total: ligação dupla (4 elétrons) + pares em O (4 elétrons) + par em N (2) + elétron desemparelhado em N (1) = 4+4+2+1=11 — conserva os 11 elétrons.
Descrevendo explicitamente a configuração:
  • Oxigênio: dois pares não-ligantes + duas ligações compartilhadas (ligação dupla) → ao redor de O há 8 elétrons (octeto satisfeito).
  • Nitrogênio: um par não-ligante (2 e⁻) + ligação dupla (4 e⁻) + 1 elétron desemparelhado (1 e⁻) → ao redor de N há 7 elétrons (não completa o octeto).

Passo 6

Cálculo das cargas formais (para avaliar estabilidade das estruturas)
Fórmula (útil para a prova):
\text{carga formal} = V - N_{\text{não-lig}} - \frac{N_{\text{lig}}}{2},ã
onde V = elétrons de valência do átomo isolado, N_{\text{não-lig}}ã = elétrons não-ligantes ao redor do átomo (contados como elétrons individuais), N_{\text{lig}} = elétrons envolvidos em ligações (soma de pares nas ligações envolvendo o átomo).
Para a estrutura com ligação dupla (descrita no passo anterior):
  • Nitrogênio: V=5, N_{\text{não-lig}}=3ã (um par = 2 e⁻ + 1 e⁻ desemparelhado = 1), N_{\text{lig}}=4 (duas ligações = 4 e⁻)
\text{carga formal}_N = 5 - 3 - \frac{4}{2} = 5 - 3 - 2 = 0.
  • Oxigênio: V=6, N_{\text{não-lig}}=4ã (dois pares), N_{\text{lig}}=4
\text{carga formal}_O = 6 - 4 - \frac{4}{2} = 6 - 4 - 2 = 0.
Conclusão: nessa estrutura ambos os átomos têm carga formal zero — é o contribuinte de Lewis mais importante.

Passo 7

Outra contribuição de ressonância (menos importante): estrutura com tripla ligação e cargas formais
  • Proposta: \mathrm{N}\equiv\mathrm{O} com um par isolado a menos em oxigênio e com um elétron desemparelhado em nitrogênio. Para conservar 11 elétrons, nessa configuração normalmente fica:
    • Oxigênio com dois pares isolados? (verifique a distribuição exata olhando quantos elétrons restam).
      Cálculo de cargas formais nessa hipótese:
  • Se houver tripla ligação ( N_{\text{lig}}=6 para cada átomo na ligação), e se N tiver 1 elétron não-ligante e O tiver 4 elétrons não-ligantes:
\text{carga formal}_N = 5 - 1 - \frac{6}{2} = 5 -1 -3 = +1,
\text{carga formal}_O = 6 - 4 - \frac{6}{2} = 6 -4 -3 = -1.
Essa estrutura tem separação de cargas ( \mathrm{N}^{+}\equiv\mathrm{O}^{-}) e, portanto, é menos estável que o contribuinte sem cargas formais; ainda assim contribui para a descrição eletrônica real — é por isso que o enlace experimental de \mathrm{NO} tem caráter entre dupla e tripla (bond order ≈ 2,5).

Passo 8

Interpretação final e identificação da violação do octeto
  • Como o total de elétrons é ímpar ( 11), não é possível que ambos os átomos tenham octeto completo simultaneamente.
  • Na estrutura que mais contribui (ligação dupla, cargas formais zero), o oxigênio tem octeto completo ( 8 elétrons ao seu redor) e o nitrogênio fica com 7 elétrons ao redor (ou seja, NÃO obedece ao octeto).
  • O elétron que sobra está desemparelhado e fica no nitrogênio nessa estrutura principal; isso faz de \mathrm{NO} um radical, paramagnético.

Passo 9

Como contar “quantos elétrons estão em torno” de um átomo numa estrutura de Lewis (dica prática para prova)
  • Conta-se todos os elétrons locais: cada par isolado conta como 2, cada ligação simples conta como 2 (se for ligação múltipla, conta-se todos os elétrons das ligações), e elétrons desemparelhados contam como 1.
  • Exemplo aplicado à estrutura principal de \mathrm{NO}:
    • Nitrogênio: ligação dupla = 4 elétrons + par isolado = 2 elétrons + elétron desemparelhado = 1 elétron → total 4+2+1=7.
    • Oxigênio: ligação dupla = 4 elétrons + dois pares isolados = 4 elétrons → total 4+4=8.

Resposta

Estruturas de Lewis principais: contribuinte mais importante — ligação dupla com elétron desemparelhado em N (representação verbal: \mathrm{N} com um par isolado e um elétron desemparelhado ligado por \mathrm{N}=\mathrm{O} onde O tem dois pares isolados); outro contribuinte de ressonância é \mathrm{N}^{+}\equiv\mathrm{O}^{-} (tripla ligação) com separação de cargas.
Regra do octeto: NÃO é obedecida para todos; o átomo que não obedece é o nitrogênio.
Número de elétrons em torno dos átomos (na estrutura principal): N:\\\ 7 elétrons; O:\\\ 8 elétrons.