Sabendo que, nos ácidos oxigenados (fórmula-base: HxEOy ), os átomos de H ionizáveis estão ligados a átomos de O , formando grupos - OH e que todos os átomos de O estão ligados ao átomo de E , escreva as fórmulas estruturais dos ácidos a seguir:
e) \mathrm{HNO}_{2};

Passo 1

O enunciado pede: escrever a fórmula estrutural do ácido \mathrm{HNO_{2}}.\n
Informações dadas e relevantes:
\mathrm{HNO_{2}} tem fórmula do tipo \mathrm{H_xEO_y} (ácidos oxigenados), em que:
\mathrm{H} são os átomos ionizáveis ligados a oxigênio formando grupos -\mathrm{OH};\n
todos os átomos de \mathrm{O} estão ligados ao átomo central \mathrm{E}.\n
Para o caso específico: \mathrm{H}=1, \mathrm{E}=\mathrm{N} (nitrogênio) e \mathrm{O}=2.

Passo 2

Regra básica (explicada devagarinho): nos oxiácidos
  1. cada átomo de \mathrm{H} ionizável aparece como um grupo hidroxila \mathrm{–OH} ligado a um oxigênio;\n
  2. todos os átomos de oxigênio ligam-se ao átomo central \mathrm{E}.\n
    Aplicando ao nosso caso: como \mathrm{H}=1, haverá exatamente um grupo \mathrm{–OH}. Como \mathrm{O}=2, os dois oxigênios devem estar ligados ao nitrogênio \mathrm{N}. Portanto a conectividade é, em termos de ligações entre átomos: \mathrm{H{-}O{-}N{-}O} (ou seja, um oxigênio com \mathrm{H} ligado e o outro oxigênio também ligado ao \mathrm{N}).

Passo 3

Agora precisamos decidir como ligar esses oxigênios ao nitrogênio respeitando a regra do octeto e as valências:\n
  • Nitrogênio ( \mathrm{N}) tem 5 elétrons de valência e costuma formar 3 ligações (ou combinações que somem 3 pares de ligações) para completar o octeto.\n
  • Oxigênio ( \mathrm{O}) tem 6 elétrons de valência e costuma formar 2 ligações (para completar o octeto).\n
    Temos duas opções óbvias de distribuir ligações entre \mathrm{N} e os dois \mathrm{O}: ligar ambos por ligações simples, ou fazer uma dupla e uma simples. Se fizermos ambas simples, o nitrogênio teria somente duas ligações com oxigênios (mais nenhuma outra ligação), o que deixa o octeto incompleto sem acumular cargas formais compatíveis; a opção correta e usual para \mathrm{HNO_{2}} é fazer uma ligação dupla entre \mathrm{N} e um dos \mathrm{O} e uma ligação simples entre \mathrm{N} e o outro \mathrm{O} (o que será a hidroxila \mathrm{–OH}). Isso garante que o nitrogênio alcance o octeto com um par isolado.\n
    Desenho da conectividade final: \mathrm{H{-}O{-}N{=}O}, que costuma ser escrito de forma compacta como \mathrm{HO{-}N{=}O}.

Passo 4

Verificação por cargas formais (para ter certeza e aprender a checar na prova): use a fórmula\n
\text{carga formal} = \text{elétrons de valência} - (\text{elétrons não ligados} + \tfrac{1}{2}\text{elétrons ligados})éêéãé\n
Calcule para cada átomo na estrutura \mathrm{HO{-}N{=}O}:
  • Para o oxigênio duplamente ligado ( \mathrm{O}= ligado por uma ligação dupla a \mathrm{N}): tem 4 elétrons não ligados (dois pares) e faz 2 ligações (4 elétrons ligados). Então\n \text{carga formal}(\mathrm{O}_{\text{=}})=6-(4+\tfrac{4}{2})=6-(4+2)=0.
  • Para o oxigênio da hidroxila ( \mathrm{O{-}H}): tem 4 elétrons não ligados e faz 2 ligações (uma com \mathrm{N} e outra com \mathrm{H}), total de 4 elétrons ligados. Então\n \text{carga formal}(\mathrm{O_{–H}})=6-(4+\tfrac{4}{2})=6-(4+2)=0.
  • Para o nitrogênio ( \mathrm{N}): tem 2 elétrons não ligados (um par solitário) e participa de 3 ligações (uma dupla = 2 pares com um oxigênio e uma simples = 1 par com o outro oxigênio), total de 6 elétrons ligados. Então\n \text{carga formal}(\mathrm{N})=5-(2+\tfrac{6}{2})=5-(2+3)=0.
Todas as cargas formais são zero, a molécula fica neutra e o octeto está satisfeito — sinal de que a estrutura está correta.

Passo 5

Observação sobre ressonância (útil para a prova): embora a representação \mathrm{HO{-}N{=}O} seja a forma canônica simples, existe contribuição de ressonância em que a dupla ligação pode ser deslocada entre os dois oxigênios (isto apenas distribui densidade eletrônica; a conectividade \mathrm{H{-}O{-}N{-}O} permanece). Para a maioria dos exercícios de escrita de fórmulas estruturais basta desenhar a forma principal \mathrm{HO{-}N{=}O}.

Resposta

\mathrm{HO{-}N{=}O}

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