Use a teoria da repulsão dos pares de elétrons da camada de valência (VSEPR) a fim de propor a geometria molecular para o
e indique sua polaridade. Marque a alternativa correta:
Escolha uma opção:
NEPI
Formula de VSEPR
Geometria molecular
Polaridade da molécula
31
Angular
Polar
NEPI
Formula de VSEPR
Geometria molecular
Polaridade da molécula
40
Tetraédrica
Apolar
NEPI
Fórmula de VSEPR
Geometria molecular
Polaridade da molécula
41
Trigonal Piramidal
Polar
NEPI
Fórmula de VSEPR
Geometria molecular
Polaridade da molécula
30
Trigonal Plana
Apolar
| NEPI | Formula de VSEPR | Geometria molecular | Polaridade da molécula |
| 31 |
|
Angular | Polar |
| NEPI | Formula de VSEPR | Geometria molecular | Polaridade da molécula |
| 40 |
|
Tetraédrica | Apolar |
| NEPI | Fórmula de VSEPR | Geometria molecular | Polaridade da molécula |
| 41 |
|
Trigonal Piramidal | Polar |
| NEPI | Fórmula de VSEPR | Geometria molecular | Polaridade da molécula |
| 30 |
|
Trigonal Plana | Apolar |
Passo 1
O enunciado pede que se proponha a geometria molecular para a espécie
e que se indique se a molécula é polar ou apolar. Informação dada explicitamente: a espécie química é
.
Passo 2
Contagem dos elétrons de valência (passo obrigatório antes de aplicar qualquer regra de estrutura):
- Nitrogênio:
elétrons de valência. - Oxigênios: cada
tem elétrons de valência, então dois oxigênios dão . - Carga negativa
adiciona elétron extra.
Somando:
Convertendo em pares de elétrons:
Explicação curta: os pares de elétrons incluem pares ligados (ligações) e pares não-ligantes (lone pairs). Precisamos distribuir esses
pares para satisfazer o octeto quando possível.
Passo 3
Montagem da estrutura esqueletal e alocação dos pares:
- Esqueleto mais razoável: átomo central
ligado aos dois (forma ). - Usa-se inicialmente 1 par de elétrons para cada ligação
. Como há duas ligações simples iniciais, foram usados pares:
- Completar o octeto dos oxigênios primeiro: cada
precisa de pares não-ligantes para ficar com 8 elétrons (já que cada participa de uma ligação com ). Então usamos pares em cada :
- Sobra:
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
: duas ligações + um lone pair = regiões de densidade eletrônica.
Usando a ideia básica da teoria de repulsão dos pares de elétrons da camada de valência (VSEPR): configurações com
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
:
-
: átomo central ( ). -
: dois átomos ligados ( ). -
: um lone pair no central.
Portanto a geometria molecular é angular (bent). O ângulo de ligação será um pouco menor que
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 (
), a presença de um lone pair no átomo central torna a distribuição eletrônica assimétrica. - Vetores momento dipolar das duas ligações
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:
é molecularmente angular e polar.
Passo 6
Ligando a conclusão ao quadro de alternativas: a fórmula VSEPR
, geometria angular (bent) e polar corresponde à primeira alternativa da tabela.