Dióxido de nitrogênio, NO2, de cor vermelha acastanhada, contém um elétron desemparelhado por molécula. Escreva a fórmula de Lewis para a molécula. NO2 dimeriza a baixas temperaturas para formar N2 O4. Sugira uma razão. Faça a fórmula de Lewis para o N2 O4.

Passo 1

Vamos entender a questão: precisamos desenhar a estrutura de Lewis para o dióxido de nitrogênio ( NO2), que tem um elétron desemparelhado, e para o dióxido de dinitrogênio ( N2O4), que é formado quando duas moléculas de NO2 se combinam. O conteúdo envolve estruturas de Lewis e dimerização. Para resolver, vamos usar a teoria de estruturas de Lewis, contar os elétrons de valência e entender como as moléculas se unem.

Passo 2

Primeiro, vamos desenhar a estrutura de Lewis para o NO2.
O nitrogênio (N) tem 5 elétrons de valência e cada oxigênio (O) tem 6, totalizando 5 + 2 times 6 = 17 elétrons de valência. Como há um número ímpar, a molécula terá um elétron desemparelhado.
Vamos colocar o nitrogênio no centro, ligando-se aos dois oxigênios com ligações simples e uma ligação dupla com um dos oxigênios para cumprir a regra do octeto para os átomos de oxigênio. O elétron desemparelhado fica no nitrogênio.
A estrutura de Lewis fica assim:
    O
    |
N - O•
Onde o ponto representa o elétron desemparelhado.

Passo 3

Agora, por que o NO2 dimeriza para formar N2O4 a baixas temperaturas? É porque cada molécula de NO2 possui um elétron desemparelhado, tornando-as livres reativas. Quando duas moléculas de NO2 se combinam, seus elétrons desemparelhados se emparelham, formando uma molécula mais estável, o N2O4.

Passo 4

Vamos desenhar a estrutura de Lewis para o N2O4.
Contando os elétrons de valência: 2 times 5 (N) + 4 times 6 (O) = 10 + 24 = 34 elétrons.
Colocamos os dois nitrogênios no centro, cada um ligado a dois oxigênios. Para cumprir a regra do octeto, formamos ligações duplas entre nitrogênio e um oxigênio em cada nitrogênio.
A estrutura de Lewis fica assim:
O=N—N=O
   |    |
   O    O
Cada nitrogênio está ligado via uma dupla ligação a um oxigênio e por ligações simples aos outros dois oxigênios.

Resposta

A estrutura de Lewis para NO2 possui um nitrogênio central com dois oxigênios, uma com ligação dupla e um com um elétron desemparelhado. Já para N2O4, duas moléculas de NO2 se combinam formando uma estrutura com dois nitrogênios ligados entre si, cada um com ligações duplas a um oxigênio e ligações simples aos outros oxigênios, estabilizando a molécula.

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