O óxido de dinitrogênio,
, tem três estruturas de ressonância possíveis. Com base nas cargas formais e na eletronegatividade, diga qual a estrutura de ressonância que é mais razoável.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente analisar as três estruturas de ressonância do óxido de dinitrogênio,
, e decidir qual delas é a mais razoável. Para isso, vamos usar conceitos de cargas formais e eletronegatividade. Precisamos saber como desenhar estruturas de Lewis, calcular cargas formais e entender como a eletronegatividade influencia na estabilidade das estruturas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que são estruturas de ressonância. São diferentes maneiras de desenhar a mesma molécula onde os elétrons estão distribuídos de formas variadas, mas os átomos permanecem os mesmos. Essas estruturas ajudam a representar a verdadeira distribuição eletrônica da molécula, que na verdade é uma média delas.
Passo 3
Agora, vamos desenhar as três estruturas de ressonância do
.
- Estrutura 1: N≡N–O
- Estrutura 2: N=N=O
- Estrutura 3: N–N≡O
Passo 4
Em seguida, vamos calcular as cargas formais de cada átomo em cada estrutura. A carga formal é uma forma de verificar a distribuição eletrônica e é calculada pela fórmula:
Passo 5
Estrutura 1: N≡N–O
-
Primeiro N:
- Elétrons de valência: 5
- Elétrons não ligantes: 0
- Elétrons ligantes: 6 (tríplice ligação)
- Carga Formal:
-
Segundo N:
- Elétrons de valência: 5
- Elétrons não ligantes: 2
- Elétrons ligantes: 4 (simples ligação)
- Carga Formal:
-
O:
- Elétrons de valência: 6
- Elétrons não ligantes: 6
- Elétrons ligantes: 2
- Carga Formal:
Passo 6
Estrutura 2: N=N=O
-
Primeiro N:
- Elétrons de valência: 5
- Elétrons não ligantes: 2
- Elétrons ligantes: 4
- Carga Formal:
-
Segundo N:
- Elétrons de valência: 5
- Elétrons não ligantes: 2
- Elétrons ligantes: 4
- Carga Formal:
-
O:
- Elétrons de valência: 6
- Elétrons não ligantes: 4
- Elétrons ligantes: 4
- Carga Formal:
Passo 7
Estrutura 3: N–N≡O
-
Primeiro N:
- Elétrons de valência: 5
- Elétrons não ligantes: 2
- Elétrons ligantes: 2
- Carga Formal:
-
Segundo N:
- Elétrons de valência: 5
- Elétrons não ligantes: 0
- Elétrons ligantes: 6
- Carga Formal:
-
O:
- Elétrons de valência: 6
- Elétrons não ligantes: 6
- Elétrons ligantes: 2
- Carga Formal:
Passo 8
Agora, vamos analisar as cargas formais e a eletronegatividade. A regra geral é que a estrutura mais estável tem as cargas formais mais próximas de zero e as cargas negativas estão nos átomos mais eletronegativos.
- Estrutura 1: Tem cargas +2 e +1, o que não é muito favorável.
- Estrutura 2: Tem cargas +1, +1 e 0. As cargas negativas não estão presentes, mas as cargas positivas são menores.
- Estrutura 3: Tem cargas +2 e +2, o que é pior que a Estrutura 1.
Além disso, o oxigênio é mais eletronegativo que o nitrogênio, então preferimos que a carga negativa esteja no oxigênio.
Passo 9
Com base nisso, a Estrutura 2: N=N=O é a mais razoável, pois possui as menores cargas formais e distribui melhor as cargas positivas, sendo mais estável.
Resposta
A estrutura de ressonância mais razoável para o
é a N=N=O.
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