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 amônia em água forma-se amônio (
). 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 lá! O enunciado está pedindo para a gente propor estruturas de Lewis para duas espécies químicas: o
(radical amino) e o
(íon hidrônio). A matéria envolvida aqui é química, mais especificamente estrutura eletrônica das moléculas. Para resolver isso, vamos precisar entender como os elétrons se distribuem ao redor dos átomos nessas moléculas.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre estruturas de Lewis. Elas são representações das moléculas que mostram como os elétrons de valência são distribuídos entre os átomos. Cada ponto nas estruturas de Lewis representa um elétron.
Passo 3
Vamos começar com o
. Esse é um radical, ou seja, tem um elétron desemparelhado. O nitrogênio (N) tem 5 elétrons de valência e cada hidrogênio (H) tem 1. Então, no total, temos:
- Nitrogênio: 5 elétrons
- Hidrogênios: 2 × 1 = 2 elétrons
- Total: 5 + 2 = 7 elétrons
Como é um radical, há um elétron desemparelhado.
Passo 4
Agora, vamos distribuir esses elétrons:
- O nitrogênio estará no centro.
- Cada hidrogênio formará uma ligação simples com o nitrogênio, usando 2 elétrons por ligação.
- Isso consome 4 elétrons (2 ligações × 2 elétrons).
- Restam 3 elétrons para o nitrogênio. Como há um elétron desemparelhado, teremos um par de elétrons e um elétron isolado no nitrogênio.
Então, a estrutura de Lewis para o
fica assim:
H
\
N•
/
H
(O ponto representa o elétron desemparelhado no nitrogênio)
Passo 5
Agora, vamos para o
. Esse é o íon hidrônio. Vamos contar os elétrons de valência:
- Oxigênio (O): 6 elétrons de valência
- Hidrogênios (H): 3 × 1 = 3 elétrons
- Carga positiva: significa que perdeu 1 elétron
- Total: 6 + 3 - 1 = 8 elétrons
Passo 6
Distribuindo os elétrons:
- O oxigênio está no centro.
- Cada hidrogênio forma uma ligação simples com o oxigênio, consumindo 6 elétrons (3 ligações × 2 elétrons).
- Restam 2 elétrons, que formam um par de elétrons no oxigênio.
Então, a estrutura de Lewis para o
fica assim:
H
\
O⁺
/ \
H H
(O par de elétrons está implícito no oxigênio, indicado pela carga positiva no oxigênio)
Resposta
As estruturas de Lewis propostas são:
-
:
H
\
N•
/
H
(O ponto representa o elétron desemparelhado no nitrogênio)
-
:
H
\
O⁺
/ \
H H
(O oxigênio possui um par de elétrons não representado explicitamente e está carregado positivamente)