Ressonância e Fórmula de Lewis

RKA8JV Agora que a gente já sabe como desenhar as estruturas de pontos, a gente vai aplicar as nossas regras ao íon nitrato, que é este íon que eu tenho aqui. Nós vamos ver que a gente pode desenhar algumas diferentes estruturas de pontos para este íon, e a gente vai chamar essas diferentes estruturas como estruturas de ressonância. Bom, primeiro a gente tem que colocar o número total de elétrons de valência, a gente tem que descobrir quantos elétrons de valência a gente tem. Então, o nitrogênio vai estar no grupo 5 da tabela periódica, então ele vai ter 5 elétrons de valência. O oxigênio vai estar no grupo 6, e como eu tenho 3 oxigênios aqui, eu tenho que multiplicar este valor por 3. Então aqui, eu tenho um total de 18 e eu tenho que somar este valor aqui de 18 + 5, que eu sei que vai dar 23, e como eu tenho um íon aqui, isso quer dizer que eu tenho que somar mais esta carga negativa que eu tenho, então, eu tenho que fazer 23 + 1, e no total, eu tenho que representar 24 elétrons de valência, 24 elétrons de valência. Eu vou representar deste jeito. Bom, então a gente pode começar desenhando a nossa estrutura de pontos. O nitrogênio vai estar no centro, porque o nitrogênio é menos eletronegativo. Eu tenho que colocar aqui o nitrogênio e ele vai estar ligado a 3 oxigênios, então, eu vou ter uma ligação com oxigênio para cá, uma ligação com oxigênio para cá, e uma outra ligação para cá. Uma outra ligação para cá. Bom, vamos ver quantos elétrons de valência a gente já representou. Então aqui com esta ligação eu já tenho 2 elétrons, aqui eu tenho 4 e 6 elétrons de valência, eu já representei. Então, se eu fizer 24 menos 6, eu ainda tenho que representar 18 elétrons de valência aqui nesta minha estrutura de pontos. Bom, agora a gente tem que pegar estes elétrons que sobraram e colocar nos nossos átomos terminais, que são os nossos oxigênios que a gente tem aqui. Então, cada oxigênio, o oxigênio vai seguir a regra do octeto, então, cada oxigênio vai receber 6 elétrons, ou seja, a gente vai dar para o oxigênio 3 pares de elétrons, então, eu vou começar colocando aqui 1 par de elétrons, 2 e 3. 1, 2, 3 pares, e aqui para este oxigênio a mesma coisa. Agora, cada oxigênio está cercado por 8 elétrons, então, os oxigênios estão bem felizes nesta estrutura. Bom, se em cada oxigênio eu adicionei 6 elétrons, 6 vezes 3 é igual a 18. Isto quer dizer que eu representei os 18 elétrons restantes que faltavam na minha estrutura de pontos. Perceba que o oxigênio vai estar seguindo a regra do octeto, mas o nitrogênio não vai estar seguindo esta regra. Se você reparar nos elétrons que eu marquei em rosa, a gente só vai ter 6 elétrons em volta do nitrogênio. O nitrogênio quer chegar no octeto e existem algumas formas que podem fazer o nitrogênio ter esse octeto. Por exemplo, a gente pode pegar um par solitário de elétrons deste oxigênio aqui de cima, eu vou fazer uma outra cor, eu vou fazer em verde. Eu posso pegar um par de elétrons para cá e trazer este par de elétrons aqui. Se eu fizer isto, se eu mover este par de elétrons para cá, eu vou estar compartilhando os elétrons deste oxigênio com o nitrogênio. Vamos fazer uma estrutura de pontos para isso, então. Eu vou marcar aqui que eu tenho o meu nitrogênio. Como eu vou estar compartilhando elétrons, eu vou ter mais uma ligação aqui, então, eu tenho uma ligação dupla com oxigênio aqui, aqui eu vou ter uma outra ligação com o oxigênio e aqui outra ligação com o oxigênio. Agora, eu tenho que marcar os meus elétrons de valência. Como eu compartilhei 1 par de elétrons aqui, eu só vou ter 2 pares solitários em volta do meu oxigênio agora, neste caso. Nos outros continua igual, eu vou ter 3 pares de elétrons. Então, vou marcando aqui. Bom, agora que eu desenhei esta minha estrutura de pontos, eu vou colocá-la entre colchetes e eu eu vou marcar o sinal negativo aqui fora porque a gente está falando de um íon. Esta é uma das estruturas possíveis, mas, a gente não precisava tirar, necessariamente, 1 par de elétrons aqui de cima, a gente poderia ter pego 1 par de elétrons, por exemplo, daqui, e ter colocado nesta ligação aqui, a gente poder poderia movê-los para cá, então a gente teria uma estrutura diferente. Esta estrutura de pontos também seria válida, então, eu vou desenhar isso aqui. Eu vou fazer aqui, eu tenho o meu nitrogênio, a minha ligação dupla agora vai estar para este lado, aqui eu tenho uma ligação simples e aqui eu tenho uma outra ligação simples. Vou arrumar este meu oxigênio aqui embaixo porque ele ficou muito grande. E aqui eu tenho uma outra ligação com o oxigênio. Agora, eu vou marcar os meus elétrons de valência. Aqui, o mesmo caso, a gente só vai ter 2 pares de elétrons para o oxigênio que está na ligação dupla, e para este oxigênio aqui, a gente vai ter 3 pares de elétrons, 2, 3. Vou apagar ali no meio. Para este último oxigênio a mesma coisa, 3 pares solitários de elétrons, 2, 3 pares. Bom, novamente, aqui eu vou colocar a minha estrutura entre colchetes e eu tenho que marcar a carga do meu íon. Vou marcar a carga do lado de fora dos meus colchetes. Eu poderia também ter pego este par de elétrons aqui em vermelho e ter movido eles para cá, e eu teria uma outra estrutura, que eu vou representar agora. Então eu teria aqui, o nitrogênio, a minha ligação dupla estaria para cá. Aqui eu tenho 1 oxigênio e aqui eu tenho outro oxigênio. Agora eu vou representar os pares de elétrons, então 2, 4, 6, 2, 4, 6. Aqui eu vou ter só 2 pares solitários e aqui eu tenho 2, 4, 6 elétrons. Também, eu tenho que representar isto aqui, colocar os meus colchetes, os meus colchetes, e marcar a minha carga. Estas estruturas de pontos são consideradas estruturas de ressonância uma da outra, e uma maneira de representar isso seria colocando uma flechinha com duas cabeças. Eu vou marcar, eu vou fazer em azul. Seria fazendo uma flechinha, deste jeito. Eu tenho uma aqui e eu tenho uma aqui deste lado também. Eu acho que quando alguns alunos veem essas estruturas de ressonância pela primeira vez, o nome meio que sugere que, neste caso, o íon vai estar ressoando para frente ou para trás, nestas 3 diferentes estruturas de pontos, e não é bem assim que se que isto está acontecendo. Cada uma destas estruturas de pontos é uma tentativa de representar a estrutura do íon, mas, na realidade, esta não é a melhor maneira de tentar ou de fazer isto, você precisa pensar em combinar as 3 estruturas e fazer um híbrido de cada uma. Bom, então a gente vai desenhar uma representação simples de uma maneira de pensar sobre esse híbrido que eu acabei de comentar, então, a gente vai pegar um pouquinho mais de espaço aqui. Então, eu teria, se eu combinasse as minhas 3 estruturas, eu teria aqui o meu nitrogênio, e eu teria uma ligação com o oxigênio, outra ligação com o oxigênio e o meu outro oxigênio aqui em cima. Bom, eu teria uma ligação dupla em cada oxigênio das minhas 3 estruturas, certo? Na realidade, quando a gente pega um híbrido de todas essas coisas, a gente pode pensar nos elétrons sendo deslocados ou se espalhando em todos os nossos 3 oxigênios. Então, em vez de fazer uma ligação dupla com o oxigênio para cima ou para a direita ou para a esquerda, a gente tem que mostrar os elétrons sendo deslocados para aquela área. Então, no meu híbrido eu teria uma coisa que seria mais forte que uma ligação simples, mas não é mais forte que uma ligação dupla, então eu vou marcar aqui como um pontilhado. Eu tenho um pontilhado para cá, eu tenho um pontilhado, para cada oxigênio eu tenho que marcar isso, porque esta é a estrutura do meu híbrido. Uma maneira que nós sabemos que este íon parece mais ou menos com esse híbrido, é por causa do comprimento da ligação. Quando o átomo é medido em termos de comprimento de ligação, todas as ligações no nitrogênio, do nitrogênio com o oxigênio vão ter o mesmo comprimento. É claro que se a gente pensar em uma dessas estruturas de ressonância como sendo a verdadeira imagem deste íon, por exemplo, se eu assumisse que a primeira seria a verdadeira imagem, essa seria o caso para este íon, porque esta ligação dupla seria menor do que qualquer uma das ligações simples entre o nitrogênio e o oxigênio. Então, esta é a ideia que eu queria passar para vocês, a ideia do híbrido, onde você tem os elétrons sendo deslocados e a ideia da estrutura de ressonância.