complete as estruturas dos ânions carbonato e nitrato , ligando os átomos de oxigênio ao átomo central. Mostre os elétrons não-ligantes. Todos os átomos devem obedecer à regra do octeto.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para completarmos as estruturas dos ânions carbonato () e nitrato (). Estamos trabalhando com estruturas de Lewis, que mostram como os átomos estão ligados e como os elétrons estão distribuídos. Precisamos ligar os átomos de oxigênio ao átomo central (carbono ou nitrogênio), mostrar os elétrons não-ligantes (aqueles que não participam das ligações) e garantir que todos os átomos respeitem a regra do octeto, ou seja, que cada um tenha 8 elétrons na sua camada externa.
Passo 2
Primeiro, vamos montar a estrutura do ânion carbonato (). O carbono será o átomo central ligado a três oxigênios.
Cada átomo de oxigênio tem 6 elétrons de valência e o carbono tem 4. Como temos uma carga de , adicionamos 2 elétrons extras, totalizando 24 elétrons de valência (4 do C + 3x6 do O + 2 extras).
Passo 3
Distribuímos os elétrons: cada ligação C-O usa 2 elétrons. Inicialmente, ligamos o carbono aos três oxigênios com ligações simples, usando 6 elétrons. Restam 18 elétrons para distribuir como pares não-ligantes.
Cada oxigênio já tem 2 elétrons na ligação com o carbono, então adicionamos 6 elétrons (3 pares) como não-ligantes em cada oxigênio, totalizando 18 elétrons.
Passo 4
Agora, verificamos a regra do octeto: o carbono tem apenas 6 elétrons (3 ligações), então precisamos formar ligações múltiplas. Fazemos duas ligações duplas com dois dos oxigênios, e deixamos uma ligação simples com o terceiro oxidando para ajustar a carga.
Isso resulta em duas duplas ligações (cada uma com 4 elétrons) e uma ligação simples (2 elétrons), completando o octeto do carbono e dos oxigênios.
Passo 5
Vamos agora para o ânion nitrato (). O nitrogênio é o átomo central ligado a três oxigênios.
O nitrogênio tem 5 elétrons de valência e cada oxigênio tem 6. Com a carga , adicionamos 1 elétron extra, totalizando 24 elétrons de valência (5 do N + 3x6 do O + 1 extra).
Passo 6
Distribuímos os elétrons: cada ligação N-O usa 2 elétrons, totalizando 6 elétrons. Restam 18 elétrons para os pares não-ligantes.
Cada oxigênio recebe 6 elétrons como pares não-ligantes, totalizando 18 elétrons. O nitrogênio, com 3 ligações simples, tem apenas 6 elétrons, então precisamos formar uma ligação dupla para completar seu octeto.
Passo 7
Fazemos uma ligação dupla entre o nitrogênio e um dos oxigênios. Isso deixa o nitrogênio com 8 elétrons e os oxigênios também com seu octeto completo. A estrutura final terá uma ligação dupla e duas ligações simples, com as cargas distribuídas adequadamente.
Resposta
As estruturas completas dos ânions carbonato e nitrato, com elétrons não-ligantes e respeitando a regra do octeto, são mostradas abaixo:
Para o ânion carbonato ():
Para o ânion nitrato ():
Cada linha representa uma ligação, e os pares de pontos ou linhas representam os elétrons não-ligantes.