Dada as equações abaixo descreva as mudanças na estrutura dos compostos, justifique a resposta baseado na teoria de repulsão dos pares de elétrons na camada de valência?
formando
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente analisar uma reação química entre a amônia (
) e o íon hidroxônio (
), resultando em água (
) e o íon amônio (
). O assunto principal aqui é a Teoria de Repulsão dos Pares de Elétrons na Camada de Valência (VSEPR). Vamos usar essa teoria para entender como a estrutura dos compostos muda durante essa reação.
Passo 2
Primeiro, vamos dar uma olhada na estrutura da amônia (
). A amônia tem um átomo de nitrogênio central com três átomos de hidrogênio ligados a ele e um par de elétrons não ligantes. Segundo a VSEPR, os pares de elétrons (ligantes e não ligantes) ao redor do átomo central se organizam de forma a minimizar a repulsão entre eles, resultando em uma geometria trigonal piramidal.
Passo 3
Agora, o íon hidroxônio (
) também tem uma estrutura semelhante. O oxigênio central está ligado a dois hidrogênios e tem um par de elétrons não ligantes, além de possuir uma carga positiva. De acordo com a VSEPR, a geometria desse íon é angular ou dobrada linearmente devido à repulsão dos pares de elétrons.
Passo 4
Quando a amônia reage com o íon hidroxônio, ocorre uma transferência de um próton (íon H⁺) da água para a amônia. Isso forma água (
) e o íon amônio (
). No íon amônio, o nitrogênio agora está ligado a quatro átomos de hidrogênio e não possui mais pares de elétrons não ligantes.
Passo 5
Aplicando a VSEPR ao íon amônio (
), vemos que agora há quatro pares de elétrons ligantes ao nitrogênio central sem pares não ligantes. Isso faz com que a geometria ao redor do nitrogênio seja tetraédrica, minimizando a repulsão entre todos os pares de elétrons igualmente distribuídos nos quatro cantos do tetraedro.
Resposta
Então, ao reagirem, a amônia (
) com um par de elétrons não ligantes passa a ter uma estrutura tetraédrica no íon amônio (
), eliminando o par não ligante. Isso ocorre porque a adição de um próton força os pares de elétrons a se distribuírem igualmente ao redor do nitrogênio, conforme a Teoria de Repulsão dos Pares de Elétrons na Camada de Valência.