Qual é a estrutura de Lewis do íon azida?

Sua estrutura proposta está errada. O nitrogênio não excede o octeto em nenhum de seus compostos conhecidos (e mesmo se $ \ ce {NF5} $ for descoberto, não excederá o octeto de acordo com tudo o que sabe agora). No entanto, se você tiver uma carga formal negativa, isso significa que um elétron adicional adicionado ao nitrogênio 5 geralmente tem; se quatro desses seis elétrons são usados para construir as ligações duplas, ainda há um par solitário no nitrogênio para um total de 10 elétrons.

Se você está tendo problemas para determinar as estruturas de Lewis, existem quatro cálculos rápidos que você pode realizar para ajudá-lo:

1. Some todos os elétrons de valência que os átomos estão trazendo para o composto.
   Cada nitrogênio tem cinco elétrons, mais há uma carga negativa (adicional elétron) então:

   $$ 3 \ times5 + 1 = 16 \ tag {1} $$

2. Some quantos elétrons de valência seriam necessários para que cada átomo tivesse um octeto (para hidrogênio: dubleto) próprio.
   Cada nitrogênio teria oito elétrons, portanto:

   $$ 3 \ times8 = 24 \ tag {2} $$

3. Pegue $ (2) – (1) $ . Isso representa o número de elétrons que os átomos devem compartilhar, ou seja, o número de ligações.

   $$ 24-16 = 8 \ tag {3} $$

4. Pegue $ (1) – (3) $ . Isso representa o número de elétrons que não precisam fazer parte das ligações; eles devem então ser distribuídos como pares isolados.

   $$ 16-8 = 8 \ tag {4} $$

Então, comece a desenhar, mas certifique-se de ter tantos pares solitários e elétrons de ligação quanto os estados das equações. Ignorando os pares solitários, podemos obter as seguintes estruturas possíveis para $ \ ce {N3 -} $ :

$$ \ ce {N # NN} \ qquad \ qquad \ ce {N = N = N} \ qquad \ qquad \ ce {NN # N} $$

( O exercício de distribuir quatro pares solitários pelos três nitrogênios de modo que cada um tenha oito elétrons de valência é deixado para o leitor porque tenho preguiça de abrir o ChemDraw para desenhar as estruturas .)

p> Depois de ter feito isso, você precisa dar uma olhada nas possíveis acusações formais. Para isso, divida cada ligação homogeneamente (ou seja, dê a cada átomo um dos elétrons de ligação) e conte. Compare essa contagem com o que um átomo deveria ter; a diferença corresponde à carga formal do átomo.(Como os elétrons são negativos, um elétron adicional corresponde a uma carga de $ – 1 $ .) Quando concluído para essas três estruturas, chegamos a:

$$ \ ce {N # \ overset {+} {N} – \ overset {2 -} {N}} \ qquad \ qquad \ ce {\ overset {-} {N} = \ overset {+} {N} = \ overset {-} {N}} \ qquad \ qquad \ ce {\ overset {2 -} {N} – \ overset {+} {N} #N} $$

Em cada um desses casos, as cargas formais somam a carga geral do íon molecular ( $ – 1 $ ), o que é uma indicação de que o fizemos corretamente. (Mais uma vez, timidamente deixei de fora os pares solitários; você pode usar minhas cobranças formais para determinar onde deveriam estar e quantos.)

Não há princípio de zero cobranças formais. No entanto, ao debater entre diferentes estruturas, uma estrutura com encargos menos formais é muitas vezes (nem sempre!) Mais “favorável”. (O termo real deve ser ‘contribui mais para o quadro geral’, mas isso pode confundir muito nesta fase.)

Mas qual dos três está correto? Todos eles estão! Na verdade, isso é conhecido como mesomério: temos várias estruturas (de ressonância) que explicam um pouco o composto real, mas nenhuma contém a verdade absoluta. Para mostrar isso, setas de ressonância são normalmente desenhadas entre as representações:

$$ \ ce {N # \ overset {+} {N} – \ overset {2 -} {N} < – > \ overset {-} {N} = \ overset {+} {N} = \ overset {-} {N} < – > \ overset {2 -} {N} – \ overset {+} {N} # N} $$

A principal diferença entre estruturas corretas e sua proposição é que o átomo de nitrogênio central nunca pode carregar uma carga formal negativa, pois ele precisa acomodar quatro ligações com seus vizinhos, que é apenas possível para $ \ ce {N +} $ .

Quanto à resposta dada na resposta do dever de casa: Não é estritamente correta porque está incompleta . Todas as três estruturas devem ser marcadas como corretas – até que o conceito de ressonância tenha sido formalmente introduzido, ponto em que apenas uma combinação das três deve ser.

Comentários

• Mas … mas … você não ' não precisa do ChemDraw quando pode ser feito com el3g4nt sintaxe do MathJax: $$ \ ce {: \! \! N # \ overset {+} {{N}} – \ overset {2 -} {\ overset {\ Large. \! \ !.} {\ underset {\ Large. \! \ !.} {N}}} \! \ !:} $$ * Álcool excessivamente confiante *
• @andselisk Eu estava, na verdade, pensando em desenhá-los com MathJax, mas decidi que hoje não era o dia para isso toca do Coelho. Mas obrigado por uma risada calorosa! = D
• Ok, pelo menos vejo onde errei. A ressonância foi introduzida em sala de aula, tornando alguns desses problemas de dever de casa ainda mais incômodos, porque há mais de uma resposta igualmente correta.