Enunciado
Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 4.1 - Ex. 119
Um litro de gás cloro, em 1 atm e 298 K, reage completamente com1,00 L de gás nitrogênio e 2,00 L de gás oxigênio na mesma temperatura e pressão. Forma-se um único produto gasoso, que enche um frasco de 2,00 L, em 1,00 atm e 298 K. Use essas informações para determinar as seguintes características do produto: a) sua fórmula empírica; b) sua fórmula molecular; c) a fórmula de Lewis mais favorável com base em argumentos de carga formal (o átomo central é N); d) a forma da molécula.
Passo 1
Letra a)
Primeiramente devemos obter o número de mols do gás cloro, e para isso utilizaremos a equação geral dos gases ideais:
Temos a pressão em atm, o volume em L, a constante dos gases (R = 0,08206 L.atm.K-1) e temperatura em kelvin. Assim:
Passo 2
Com condições semelhantes, vamos calcular o número de mols do gás nitrogênio:
Passo 3
Apenas alterando o volume, vamos calcular o número de mols do gás nitrogênio:
Passo 4
Desse modo, temos a seguinte fórmula empírica para o composto:
Dividindo pelo menor subscrito da fórmula, temos:
Passo 5
Letra b)
Como o número de mols de gás do produto é de 0,0818 mol. A fórmula molecular do composto é o mesmo que a formular empírica, assim:
Passo 6
Letra c)
O número de elétrons de valência em N é de 5, Cl é de 7 e O é de 6. Assim, o número de elétrons de valência na molécula de ClNO2 é de 24.
Com N sendo o átomo central, a estrutura de Lewis se forma da seguinte forma:
Passo 7
Letra d)
O átomo de N central possuí três elétrons de ligação (a ligação dupla é considerada uma ligação única), assim, sua geometria é a trigonal planar:
Resposta
a) ;
b) ;
c) 
;
d) 
.