Escreva três estruturas de Lewis para o íon fulminato,
. Determine a carga formal para todos os átomos em cada estrutura. Indique qual(is) estrutura(s) contribui(em) mais para o híbrido de ressonância? Justifique sua resposta.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre o íon fulminato,
. O que a gente precisa fazer aqui é desenhar três estruturas de Lewis diferentes para esse íon, calcular a carga formal de cada átomo em cada estrutura e descobrir qual dessas estruturas aparece mais no híbrido de ressonância. Para isso, vamos usar conceitos de estruturas de Lewis e cálculo de carga formal.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é uma estrutura de Lewis. Ela mostra como os átomos estão ligados em uma molécula ou íon e como os elétrons são distribuídos. Para o
, temos carbono ©, nitrogênio (N) e oxigênio (O) com uma carga negativa total.
Passo 3
Vamos contar os elétrons disponíveis. O carbono tem 4 valência, o nitrogênio tem 5 e o oxigênio tem 6. Além disso, como a carga é negativa, adicionamos 1 elétron. Então, no total:
Passo 4
Agora, vamos distribuir esses 16 elétrons entre os átomos. A gente vai tentar formar ligações simples primeiro e depois ajustar para formar ligações múltiplas se necessário, sempre tentando minimizar as cargas formais.
Passo 5
Estrutura 1: C ligado a N ligado a O
C - N - O
Vamos atribuir pares de elétrons para completar as octetos. C forma duas ligações (dupla) com N, e N forma uma ligação simples com O.
Passo 6
Estrutura 2: C ligado a N com uma ligação dupla e N ligado a O com uma ligação dupla
C = N = O
Aqui, tanto C quanto O estão fazendo ligações duplas com N.
Passo 7
Estrutura 3: C com uma ligação tripla a N e N com uma ligação simples a O
C ≡ N - O
Nessa estrutura, C e N têm uma ligação tripla, e N e O têm uma ligação simples.
Passo 8
Agora, vamos calcular a carga formal para cada átomo em cada estrutura. A fórmula para carga formal é:
Passo 9
Estrutura 1: C - N - O
- C: 4 valência - (0 não ligados + 4 ligados) = 0
- N: 5 valência - (2 não ligados + 6 ligados) = -1
- O: 6 valência - (6 não ligados + 2 ligados) = +1
Passo 10
Estrutura 2: C = N = O
- C: 4 valência - (0 não ligados + 4 ligados) = 0
- N: 5 valência - (0 não ligados + 8 ligados) = -3
- O: 6 valência - (4 não ligados + 4 ligados) = +0
Passo 11
Estrutura 3: C ≡ N - O
- C: 4 valência - (0 não ligados + 6 ligados) = -2
- N: 5 valência - (2 não ligados + 5 ligados) = -2
- O: 6 valência - (6 não ligados + 1 ligado) = 0
Passo 12
Agora, vamos ver qual estrutura contribui mais para o híbrido de ressonância. Geralmente, as estruturas com cargas formais menores e mais distribuídas são mais estáveis e contribuem mais.
Na Estrutura 1, temos cargas +1 e -1, equilibradas.
Na Estrutura 2, a carga formal no nitrogênio é muito negativa (-3), o que não é muito favorável.
Na Estrutura 3, temos cargas negativas em ambos C e N, o que também não é ideal.
Na Estrutura 2, a carga formal no nitrogênio é muito negativa (-3), o que não é muito favorável.
Na Estrutura 3, temos cargas negativas em ambos C e N, o que também não é ideal.
Passo 13
Portanto, a Estrutura 1 é a que tem as cargas formais mais equilibradas e, consequentemente, contribui mais para o híbrido de ressonância.
Resposta
As três estruturas de Lewis para
são:
- C - N - O com cargas formais: C (0), N (-1), O (+1)
- C = N = O com cargas formais: C (0), N (-3), O (0)
- C ≡ N - O com cargas formais: C (-2), N (-2), O (0)
Dentre elas, a primeira estrutura (C - N - O) contribui mais para o híbrido de ressonância devido às cargas formais mais equilibradas.