A química do íon nitrito e do HNO2 :
Duas estruturas de ressonância são possíveis para o HNO2. Desenhe essas estruturas e depois encontre a carga formal em cada átomo em cada estrutura de ressonância. Uma das muitas possibilidades é preferida sobre as outras?

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem um exercício sobre o HNO2, que é o ácido nitroso, e seu íon nitrito. A ideia é desenhar duas estruturas de ressonância possíveis para o HNO2, calcular a carga formal em cada átomo de cada estrutura e ver se uma delas é mais estável ou preferida. Para isso, vamos precisar entender o que são estruturas de ressonância e como calcular cargas formais. Vamos passo a passo!

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que são estruturas de ressonância. Elas são diferentes maneiras de desenhar a molécula onde os elétrons são distribuídos de formas variadas, mas a posição dos átomos permanece a mesma. Essas estruturas ajudam a representar melhor a verdadeira distribuição eletrônica na molécula.

Passo 3

Agora, vamos desenhar a estrutura de ressonância do HNO2. O HNO2 tem hidrogênio (H), nitrogênio (N) e oxigênio (O). O nitrogênio geralmente faz dois pares de ligações e possui um par de elétrons não ligados.
Aqui está a primeira estrutura de ressonância:
    O
    ||
H - N - O
Nesta estrutura, o nitrogênio está ligado a um oxigênio com uma dupla ligação e ao outro oxigênio com uma única ligação. O hidrogênio está ligado ao nitrogênio.

Passo 4

Vamos agora desenhar a segunda estrutura de ressonância. Nessa, a dupla ligação se desloca para o outro oxigênio:
    O
    -
H - N - O
    ||
Aqui, o nitrogênio está ligado a um oxigênio com uma única ligação e ao outro oxigênio com uma dupla ligação. O hidrogênio permanece ligado ao nitrogênio.

Passo 5

Agora, vamos calcular a carga formal em cada átomo para as duas estruturas. A carga formal é uma maneira de distribuir as cargas elétricas na molécula baseado em elétrons compartilhados e não compartilhados.
A fórmula para calcular a carga formal é:
Carga Formal = Elétrons de valência - ( Elétrons não compartilhados + Elétrons compartilhados2 ) éêéãé

Passo 6

Vamos calcular para a primeira estrutura:
    O
    ||
H - N - O
  • Nitrogênio (N):
    • Elétrons de valência: 5
    • Elétrons não compartilhados: 0
    • Elétrons compartilhados: 8 (dupla ligação com um O e ligação simples com outro O e H)
    • Carga Formal: 5 - (0 + 8/2) = 5 - 4 = +1
  • Oxigênio com dupla liga��ão:
    • Elétrons de valência: 6
    • Elétrons não compartilhados: 4
    • Elétrons compartilhados: 4
    • Carga Formal: 6 - (4 + 4/2) = 6 - 6 = 0
  • Oxigênio com ligação simples:
    • Elétrons de valência: 6
    • Elétrons não compartilhados: 6
    • Elétrons compartilhados: 2
    • Carga Formal: 6 - (6 + 2/2) = 6 - 7 = -1
  • Hidrogênio (H):
    • Elétrons de valência: 1
    • Elétrons não compartilhados: 0
    • Elétrons compartilhados: 2
    • Carga Formal: 1 - (0 + 2/2) = 1 - 1 = 0

Passo 7

Agora, para a segunda estrutura de ressonância:
    O
    -
H - N - O
    ||
  • Nitrogênio (N):
    • Elétrons de valência: 5
    • Elétrons não compartilhados: 0
    • Elétrons compartilhados: 8 (dupla ligação com um O e ligação simples com outro O e H)
    • Carga Formal: 5 - (0 + 8/2) = 5 - 4 = +1
  • Oxigênio com dupla ligação:
    • Elétrons de valência: 6
    • Elétrons não compartilhados: 4
    • Elétrons compartilhados: 4
    • Carga Formal: 6 - (4 + 4/2) = 6 - 6 = 0
  • Oxigênio com ligação simples:
    • Elétrons de valência: 6
    • Elétrons não compartilhados: 6
    • Elétrons compartilhados: 2
    • Carga Formal: 6 - (6 + 2/2) = 6 - 7 = -1
  • Hidrogênio (H):
    • Elétrons de valência: 1
    • Elétrons não compartilhados: 0
    • Elétrons compartilhados: 2
    • Carga Formal: 1 - (0 + 2/2) = 1 - 1 = 0

Passo 8

Observamos que ambas as estruturas de ressonância têm a mesma distribuição de cargas formais: o nitrogênio com +1, um oxigênio com 0 e o outro com -1, e o hidrogênio com 0. Isso significa que ambas as estruturas são igualmente válidas e contribuem para a representação real do HNO2.

Resposta

Desenhamos duas estruturas de ressonância para o HNO2, ambas com carga formal de +1 no nitrogênio, 0 em um oxigênio e -1 no outro, sendo nenhuma das estruturas preferida sobre a outra.

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