A síntese da amônia a partir de nitrogênio é umas das reações mais importantes desenvolvidas pelo homem pois permitiu a produção de fertilizantes e assim da agricultura moderna. O nitrogênio (N2) é muito pouco reativo, já a amônia é letal ao Homem em concentrações na ordem de ppm. Como um exemplo, ao se borbulhar amónia em água forma-se amónio (
). Esta reação é rápida e favorável aos produtos, em contraste não ocorre reação entre N2 e água. Responda:
Proponha uma estrutura de Lewis para o
e a espécie
.
Proponha uma estrutura de Lewis para o
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para a gente propor as estruturas de Lewis para a amônia (
) e para a espécie
. Isso está relacionado à química, mais especificamente à teoria das estruturas de Lewis, que nos ajuda a entender como os átomos se ligam em uma molécula. Para resolver, vamos precisar saber como desenhar essas estruturas, contar elétrons de valência e distribuir pares de elétrons de forma adequada.
Passo 2
Primeiro, vamos começar com a amônia (
). A estrutura de Lewis mostra como os átomos estão conectados e como os elétrons estão distribuídos na molécula.
-
Contar os elétrons de valência: Cada átomo contribui com um certo número de elétrons de valência. O nitrogênio (N) tem 5 elétrons de valência e cada hidrogênio (H) tem 1 elétron de valência. Como são 3 hidrogênios, temos:
-
Desenhar a estrutura esquelética: Colocamos o átomo menos eletronegativo no centro, que é o nitrogênio. Ligamos cada hidrogênio ao nitrogênio com uma linha, que representa um par de elétrons compartilhados (ligações simples).
H | H - N - H
-
Distribuir os elétrons: Usamos os 8 elétrons de valência para criar as ligações e os pares não compartilhados (elétrons solitários). Cada ligação N-H usa 2 elétrons, totalizando 6 elétrons para as três ligações. Sobram 2 elétrons que ficam como um par solitário no nitrogênio.
H | H - N : | H
Onde “:” representa o par de elétrons solitários.
Passo 3
Agora, vamos para a espécie
. Na verdade, provavelmente houve um erro no enunciado, e o correto seria
, que é o íon hidroxônio, muito comum em reações ácido-base. Vou seguir com
.
-
Contar os elétrons de valência: O oxigênio (O) tem 6 elétrons de valência e cada hidrogênio (H) tem 1. Como são 3 hidrogênios, temos:Mas como é um íon com carga positiva (
), retiramos 1 elétron: -
Desenhar a estrutura esquelética: O oxigênio está no centro ligado aos três hidrogênios.
H | H - O - H
-
Distribuir os elétrons: Usamos os 8 elétrons de valência para formar as ligações e os pares solitários. Cada ligação O-H usa 2 elétrons, totalizando 6 elétrons para as três ligações. Sobram 2 elétrons que ficam como um par solitário no oxigênio.
H | H - O : | H
E como temos uma carga positiva, significa que o oxigênio perdeu um elétron, o que é refletido na falta do elétron solitário.
Resposta
A estrutura de Lewis para a amônia (
) apresenta o nitrogênio central com três ligações simples para os hidrogênios e um par solitário de elétrons. Já para a espécie
, o oxigênio central está ligado a três hidrogênios com três ligações simples e um par solitário de elétrons, refletindo a carga positiva do íon.