Karl Christe sintetizou e caracterizou, em 1999, um sal do cátion N5+, no qual cinco átomos de N são ligados em uma cadeia longa. Este cátion é a primeira espécie que contém unicamente nitrogênio a ser isolada em mais de 100 anos. Dê a estrutura de Lewis mais importante desse íon, incluindo todas as estruturas de ressonância equivalentes. Calcule as cargas formais de todos os átomos.

Começamos apenas desenhando uma cadeia linear simples, de 5 nitrogênios

Vemos que essa molécula não existe e não tem carga, nem segue a regra do octeto, então agora, vamos encaixar ligações duplas e triplas nas quatro ligações possíveis e tentar chegar no octeto.

Sabemos que a carga final deve ser +1, então esperamos que ao menos um Nitrogênio faça mais de três ligações.

Vamos tentar chegar a um exemplo de molécula que cumpre as regras impostas para essa molécula.

Ao invés de ficarmos chutando onde estão as ligações, vamos completar a molécula com a ajuda de Hidrogênios e ir encaixando as reações.

Bem, como temos mais hidrogênios nas extremidades, vamos encaixar ligações duplas nelas, que já matamos dois coelhos com uma cajadada.

Bem, agora nos sobram 3 hidrogênios, para termos uma carga total positiva, teríamos que eliminar dois hidrogênios de uma vez com uma ligação e acrescentar uma carga postiva, fazendo as devidas alterações. Porém, o grupo NH etá se alternando na molécula, então sabemos que teremos pelo menos 3 Nitrogênios com carga formal diferente de zero.

Vamos então, adicionar mais uma ligação.

Adicionarei uma no primeiro Nitrogênio:

Quando eu faço isso, aparece uma carga positiva no segundo Nitrogênio. Essa molécula tem carga +1, porém ainda nos restam 2 Hidrogênios indesejáveis.

Mas ué, se colocarmos uma ligação e uma carga negativa no lugar de cada Hidrogênio, não alteraremos a carga inal da molécula.

E temos as seguintes duas formas de fazer isso:

Chegamos a molécula que queríamos e ainda melhor, duas formas.

Agora, vamos ver a ressonância.

Só conseguimos chegar a uma outra molécula além delas:

Com isso, chegamos na resposta que queríamos, vamos desenhar os pares de elétrons não compartilhados e escolher a estrutura mais estável.

Para finalizar, qual seria a melhor estrutura de Lewis, ou seja, a mais estável? A que possui as 3 cargas mais próximas uma das outras é mais estável, logo

Sobre as cargas formais, já calculamos enquanto desenvolvemos o método.