A molécula de pode apresentar 2 tipos de estrutura de Lewis. Mostre as duas possíveis estruturas, e de acordo com seu conhecimento, qual delas é a mais estável?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A pergunta pede para a gente desenhar as duas possíveis estruturas de Lewis para a molécula de (ácido nítrico) e descobrir qual delas é mais estável. Para isso, vamos precisar entender como desenhar estruturas de Lewis, contar os elétrons de valência e verificar a distribuição de cargas na molécula.

Passo 2

Primeiro, vamos contar os elétrons de valência que cada átomo traz:
  • Hidrogênio (H): 1 elétron
  • Nitrogênio (N): 5 elétrons
  • Oxigênio (O): 6 elétrons (e temos 3 átomos de oxigênio)
Total de elétrons de valência: elétrons.

Passo 3

Vamos desenhar a primeira estrutura de Lewis:
  1. Colocando o átomo central: Normalmente, o átomo menos eletronegativo fica no centro. Aqui, o nitrogênio é menos eletronegativo que o oxigênio, então ele fica no meio.
  2. Ligando os átomos: Ligamos o nitrogênio aos três oxigênios e ao hidrogênio. O hidrogênio sempre forma apenas uma ligação.
  3. Distribuindo os elétrons:
    • Cada ligação simples usa 2 elétrons. Temos 4 ligações simples (N-H e N-O), totalizando 8 elétrons.
    • Restam elétrons para distribuir como pares de elétrons ao redor dos oxigênios e nitrogênio.
  4. Formando ligações múltiplas para completar as octetos:
    • Para minimizar as cargas formais, colocamos ligações duplas entre o nitrogênio e alguns oxigênios.
Essa é a primeira estrutura:
   O
   ||
H - N - O
   |
   O

Passo 4

Agora, vamos desenhar a segunda estrutura de Lewis, variando a posição das ligações duplas:
  1. Mantendo o mesmo arranjo básico: Nitrogênio no centro ligado ao hidrogênio e aos três oxigênios.
  2. Mudando a posição da ligação dupla: Em vez de ter a ligação dupla com o primeiro oxigênio, colocamos a ligação dupla com o segundo ou terceiro oxigênio.
Exemplo da segunda estrutura:
   O⁻
   |
H - N = O
   |
   O

Passo 5

Agora, vamos comparar as duas estruturas:
  • Distribuição das cargas: Na primeira estrutura, todos os oxigênios têm uma carga formal menor, já que a ligação dupla está distribuída igualmente.
  • Resonância: As duas estruturas são ressonantes, ou seja, a verdadeira estrutura da molécula é uma média das duas, com as ligações duplas “delocalizadas” entre os oxigênios.
  • Estabilidade: A estrutura com menor carga formal nos átomos é mais estável. Como as ligações duplas podem se mover entre os oxigênios, a molécula inteira fica mais estável.

Resposta

As duas estruturas de Lewis para diferem na posição das ligações duplas entre o nitrogênio e os oxigênios. Ambas são igualmente estáveis devido à ressonância, que distribui as cargas de forma equilibrada na molécula.

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