Desenhe estruturas de Lewis que obedeçam à regra do octeto para cada um dos seguintes íons ou moléculas. Atribua as cargas formais de cada átomo.
a)
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Passo 1
Vamos resolver o exercício que pede para desenhar a estrutura de Lewis do íon
seguindo a regra do octeto. Para isso, precisamos entender os elétrons de valência dos átomos envolvidos e distribuir esses elétrons de maneira que cada átomo, principalmente o nitrogênio (N) e o oxigênio (O), tenha uma camada de valência completa com 8 elétrons.
Passo 2
Primeiro, vamos contar os elétrons de valência disponíveis. O nitrogênio (N) tem 5 elétrons de valência e o oxigênio (O) tem 6 elétrons de valência. Como estamos lidando com o íon
, devemos subtrair um elétron devido à carga positiva. Então, o total de elétrons de valência é:
Passo 3
Agora, vamos determinar a estrutura básica. Normalmente, o nitrogênio é o átomo central. Vamos conectar o nitrogênio ao oxigênio com uma ligação simples:
Essa ligação utiliza 2 elétrons, restando 8 elétrons para distribuir.
Passo 4
Distribuímos os elétrons restantes para completar o octeto dos átomos. Começamos com o oxigênio, que já tem 2 elétrons na ligação. Para completar o octeto, o oxigênio precisa de mais 6 elétrons, formando três pares de elétrons livres:
Agora, o oxigênio tem 8 elétrons em sua camada de valência, mas o nitrogênio ainda tem apenas 2 elétrons, precisando de mais 6 elétrons para completar o octeto.
Passo 5
Para completar o octeto do nitrogênio, precisamos formar ligações múltiplas com o oxigênio. Vamos adicionar uma ligação dupla entre N e O:
Isso usa mais 2 elétrons, totalizando 4 elétrons utilizados nas ligações e 6 elétrons deixados para os pares livres.
Passo 6
Distribuímos os elétrons restantes, colocando os 6 elétrons livres no oxigênio para completar seu octeto:
Agora, tanto o nitrogênio quanto o oxigênio têm 8 elétrons em suas camadas de valência.
Passo 7
Por fim, atribuímos as cargas formais a cada átomo. As cargas formais são calculadas usando a fórmula:
Para o nitrogênio:
Para o oxigênio:
No entanto, como o íon tem carga total +1, devemos ajustar as cargas formais para que a soma seja +1. Portanto, a estrutura correta terá uma ligação tripla entre N e O, com a seguinte distribuição de cargas:
Onde o nitrogênio tem carga formal +1 e o oxigênio tem carga formal 0.
Resposta
A estrutura de Lewis do íon
obedecendo à regra do octeto e com as cargas formais atribuídas é:
Onde o nitrogênio (N) possui uma carga formal de +1 e o oxigênio (O) possui carga formal de 0.
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