Use a teoria da repulsão dos pares de elétrons da camada de valência (VSEPR) a fim de propor a geometria molecular para o \mathrm{NO}_{2}^{-}e indique sua polaridade. Marque a alternativa correta:
Escolha uma opção:
NEPI Formula de VSEPR Geometria molecular Polaridade da molécula
31 \mathrm{AB}_{2} \mathrm{E} Angular Polar
NEPI Formula de VSEPR Geometria molecular Polaridade da molécula
40 \mathrm{AB}_{4} Tetraédrica Apolar
NEPI Fórmula de VSEPR Geometria molecular Polaridade da molécula
41 \mathrm{AB}_{3} \mathrm{E} Trigonal Piramidal Polar
NEPI Fórmula de VSEPR Geometria molecular Polaridade da molécula
30 \mathrm{AB}_{3} Trigonal Plana Apolar

Passo 1

O enunciado pede que se proponha a geometria molecular para a espécie \mathrm{NO}_2^- e que se indique se a molécula é polar ou apolar. Informação dada explicitamente: a espécie química é \mathrm{NO}_2^-.

Passo 2

Contagem dos elétrons de valência (passo obrigatório antes de aplicar qualquer regra de estrutura):
  • Nitrogênio: \,5 elétrons de valência.
  • Oxigênios: cada \mathrm{O} tem \,6 elétrons de valência, então dois oxigênios dão \,2\cdot6=12.
  • Carga negativa -1 adiciona \,1 elétron extra.
Somando:
5 + 12 + 1 = 18\\ \text{elétrons}é
Convertendo em pares de elétrons:
\frac{18}{2}=9\\ \text{pares de elétrons}é
Explicação curta: os pares de elétrons incluem pares ligados (ligações) e pares não-ligantes (lone pairs). Precisamos distribuir esses 9 pares para satisfazer o octeto quando possível.

Passo 3

Montagem da estrutura esqueletal e alocação dos pares:
  • Esqueleto mais razoável: átomo central \mathrm{N} ligado aos dois \mathrm{O} (forma \mathrm{O}-\mathrm{N}-\mathrm{O}).
  • Usa-se inicialmente 1 par de elétrons para cada ligação \mathrm{N}-\mathrm{O}. Como há duas ligações simples iniciais, foram usados 2 pares:
9 - 2 = 7\\ \text{pares restantes}
  • Completar o octeto dos oxigênios primeiro: cada \mathrm{O} precisa de 3 pares não-ligantes para ficar com 8 elétrons (já que cada \mathrm{O} participa de uma ligação com \mathrm{N}). Então usamos 3 pares em cada \mathrm{O}:
\text{pares usados em O's} = 3 + 3 = 6
  • Sobra:
7 - 6 = 1\\ \text{par}
Esse par restante fica como lone pair no nitrogênio central.
Resultado da distribuição: nitrogênio central com um lone pair e duas ligações para oxigênios. (Observação: para satisfazer formalmente cargas e estabilidade há estruturas ressonantes com uma das ligações como dupla; isso não muda o número de regiões de densidade eletrônica em torno do N.)

Passo 4

Determinar números de regiões de densidade eletrônica ao redor do átomo central:
  • Regiões ao redor de \mathrm{N}: duas ligações (\mathrm{N}-\mathrm{O}) + um lone pair = 3 regiões de densidade eletrônica.
Usando a ideia básica da teoria de repulsão dos pares de elétrons da camada de valência (VSEPR): configurações com 3 regiões levam a uma geometria eletrônica trigonal plana, mas quando uma dessas regiões é um lone pair, a geometria molecular (a forma que os átomos ocupam) é doblada/ângular.
Em notação VSEPR isso é \mathrm{AB}_2\mathrm{E}:
  • A: átomo central ( \mathrm{N}).
  • B_2: dois átomos ligados ( \mathrm{O}).
  • E: um lone pair no central.
Portanto a geometria molecular é angular (bent). O ângulo de ligação será um pouco menor que 120^\circ devido à maior repulsão do lone pair contra as ligações.

Passo 5

Discussão sobre polaridade:
  • Mesmo que os dois substituintes ligados ao N sejam átomos iguais ( \mathrm{O}), a presença de um lone pair no átomo central torna a distribuição eletrônica assimétrica.
  • Vetores momento dipolar das duas ligações \mathrm{N}-\mathrm{O} não se cancelam por causa do ângulo (não são colineares) e porque o lone pair contribui para deslocamento de densidade eletrônica para um lado.
  • Além disso, em ressonância a carga negativa está delocalizada nos oxigênios, mas isso não restaura uma simetria linear — a molécula continua dobrada.
Conclusão: \mathrm{NO}_2^- é molecularmente angular e polar.

Passo 6

Ligando a conclusão ao quadro de alternativas: a fórmula VSEPR \mathrm{AB}_2\mathrm{E}, geometria angular (bent) e polar corresponde à primeira alternativa da tabela.

Resposta

31\\ \\ \mathrm{AB}_2\mathrm{E}\\ \\ \text{Angular}\\ \\ \text{Polar}

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