Escreva as estruturas de Lewis dos seguintes íons: (a)
, (b)
, ©
, (d)
. Mostre as cargas formais.
Passo 1
Beleza, galera! A gente vai resolver um exercício sobre estruturas de Lewis para alguns íons. Isso faz parte da química, mais especificamente da química estrutural. Vamos precisar entender como distribuir elétrons em torno dos átomos para representar os íons de forma correta, e também calcular as cargas formais para garantir que nossa estrutura está certinha.
Passo 2
Vamos começar com o íon
. Primeiro, precisamos contar quantos elétrons de valência cada átomo tem. Cada oxigênio tem 6 elétrons de valência. Como são 2 oxigênios e o íon tem uma carga de -2, a gente soma mais 2 elétrons. Então, no total, temos
elétrons para distribuir.
Passo 3
Agora, ligamos os dois oxigênios com uma ligação simples inicialmente. Cada ligação simples usa 2 elétrons. Depois, distribuímos os elétrons restantes para completar as oitavas ao redor de cada oxigênio. Se necessário, fazemos múltiplas ligações para minimizar as cargas formais. Depois de ajustar, a estrutura mais estável terá uma ligação dupla entre os oxigênios, cada oxigênio com três pares de elétrons livres e uma carga formal de -1.
Passo 4
Vamos para o íon
. Cada carbono tem 4 elétrons de valência. Como são 2 carbonos e o íon tem uma carga de -2, totalizamos
elétrons. Ligamos os dois carbonos com uma ligação simples e distribuímos os elétrons restantes. Se a estrutura não fechar as oitavas, adicionamos ligações múltiplas. A melhor estrutura tem uma ligação dupla entre os carbonos, cada carbono com dois pares de elétrons livres e uma carga formal de -1.
Passo 5
Agora, o íon
. Nitrogênio tem 5 elétrons de valência e oxigênio tem 6. Com a carga de +1, subtraímos um elétron, totalizando
elétrons. Ligamos N e O com uma ligação dupla inicialmente. Distribuímos os elétrons restantes para completar as oitavas. Ajustamos as ligações para minimizar as cargas formais, chegando a uma estrutura com uma ligação triple entre N e O, com nitrogênio tendo uma carga formal positiva.
Passo 6
Por último, temos o íon
. Nitrogênio tem 5 elétrons de valência e cada hidrogênio tem 1. Com a carga de +1, totalizamos
elétrons. Ligamos o nitrogênio aos quatro hidrogênios com ligações simples. Todos os átomos alcançam a configuração de okteto (no caso do nitrogênio, hidrogênios só precisam de 2 elétrons). A carga formal positiva fica no nitrogênio.
Resposta
Aqui estão as estruturas de Lewis com as cargas formais:
(a)
O : O:
..
Cada oxigênio tem uma carga formal de -1.
(b)
C = C
..
Cada carbono tem uma carga formal de -1.
©
N≡O
Nitrogênio tem uma carga formal de +1.
(d)
H
|
H—N—H
|
H
Nitrogênio tem uma carga formal de +1.