O composto com fórmula
possui três isômeros cujos arranjos atômicos são: ONCN, ONNC e NOCN. Apresente as estruturas de Lewis para os três isômeros, indicando qual deles é o mais estável. Justifique.
Passo 1
Beleza, então a gente tem um exercício sobre química orgânica, especificamente sobre isômeros estruturais do composto com a fórmula
. A gente vai precisar desenhar as estruturas de Lewis para os três isômeros: ONCN, ONNC e NOCN. Além disso, vamos identificar qual desses isômeros é o mais estável e explicar o motivo. Para isso, vamos revisar o que são estruturas de Lewis e como elas nos ajudam a entender a ligação entre os átomos nas moléculas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é uma estrutura de Lewis. É uma representação gráfica que mostra como os elétrons de valência estão distribuídos entre os átomos em uma molécula. Cada ponto representa um elétron, e os pares de elétrons entre dois átomos formam ligações covalentes. Para desenhar essas estruturas, precisamos saber quantos elétrons de valência cada átomo possui.
Passo 3
Vamos começar identificando os elétrons de valência de cada elemento na fórmula
:
- Nitrogênio (N) tem 5 elétrons de valência.
- Carbono © tem 4 elétrons de valência.
- Oxigênio (O) tem 6 elétrons de valência.
Como temos dois nitrogênios, um carbono e um oxigênio, o total de elétrons de valência é:
Passo 4
Agora, vamos desenhar as estruturas de Lewis para cada isômero:
1. ONCN:
- Ordem dos átomos: O - N - C - N
- Ligação O com N: geralmente forma uma ligação dupla para completar a octeta do oxigênio.
- Ligação C com N final: ligação simples.
Estrutura:
O = N - C - N
2. ONNC:
- Ordem dos átomos: O - N - N - C
- Ligação O com N: dupla ligação.
- Ligações entre N - N e N - C: ligações simples.
Estrutura:
O = N - N - C
3. NOCN:
- Ordem dos átomos: N - O - C - N
- Ligação N com O: dupla ligação.
- Ligação O com C: dupla ligação.
- Ligação C com N: simples.
Estrutura:
N = O - C = N
Passo 5
Para determinar qual isômero é mais estável, precisamos analisar a distribuição dos elétrons e a obtenção de octetos completos para todos os átomos. O isômero NOCN apresenta ligações múltiplas que permitem que todos os átomos atinjam a regra do octeto de maneira mais eficiente. Além disso, a distribuição simétrica das ligações múltiplas contribui para maior estabilidade.
Resposta
O isômero NOCN é o mais estável entre os três, pois sua estrutura permite que todos os átomos alcancem a regra do octeto de maneira eficiente, com distribuição simétrica das ligações múltiplas.