Carga formal do nitrogênio

RKA2G Neste vídeo, nós vamos atribuir a carga formal ao nitrogênio. E, só para lembrar a vocês: a carga formal é o número de elétrons de valência no átomo livre menos o número de elétrons de valência ligados no átomo. Outra forma de dizer é pensar no que supostamente temos na camada de valência, menos o que nós temos no nosso desenho de fato. Vamos calcular a carga formal para esta molécula aqui. Se você parar para pensar, cada uma das nossas ligações contém dois elétrons, então eu tenho um elétron, dois, também tenho outro aqui, outro, mais outro elétron aqui e também outro elétron. Se eu for calcular a carga formal... Vou colocar aqui ao lado. A carga formal vai ser igual à quantidade de elétrons que supostamente eu tenho na camada de valência em torno do nitrogênio. E, supostamente, você sabe que o nitrogênio tem 5 elétrons em sua valência. Agora eu vou contar os elétrons que estão, de fato, ao redor do nitrogênio, ou seja, estes elétrons que estão aqui ao redor do nitrogênio. E, contando, eu tenho: 1, 2, 3, 4 e 5. Ou, seja aqui eu vou ter -5. E isso vai dar zero. Ou seja, a carga formal é igual a zero. Se eu for fazer agora o desenho, vai ficar mais ou menos assim. Aqui eu tenho o nitrogênio, aqui eu também vou ter um hidrogênio. E também vou ter um par de elétrons. E aí nós temos um padrão porque, toda vez que você enxergar aqui três ligações com o hidrogênio e também um par solitário, isso significa que sua carga formal é igual a zero. Eu vou escrever aqui. O padrão vai ser: três ligações e um par solitário. E, por saber que a carga formal é zero, nós podemos representar essa estrutura de linhas ocultando o par de elétrons livres, ou seja, desta maneira. Vamos ver outros dois exemplos onde o nitrogênio apresenta carga formal igual a zero. Vamos começar por este exemplo. Eu quero que vocês observem que nesta estrutura nós temos: uma, duas e três ligações simples. Então, de acordo com o nosso padrão, nós temos três ligações e está faltando um par de elétrons solitários. Nesta estrutura aqui, ele está oculto. Eu posso colocar os elétrons aqui, ou seja, o par de elétrons aqui. Então, esta maneira é outra forma de representar: ocultando o par de elétrons livres. Agora, vamos observar esta estrutura. Assumindo que o nitrogênio tem carga formal igual a zero, nós temos: uma, duas e três ligações. Ou seja, de acordo com o nosso padrão, nós temos três ligações e está faltando um par de elétrons solitários, ou seja, eu posso colocar esses elétrons aqui. E aí, o nitrogênio fica com um octeto, ou seja, 2 elétrons aqui, mais 2 aqui, com mais 2 aqui, seis, e mais 2 aqui, ficando com 8 elétrons. Eu posso simplesmente desenhar a estrutura ocultando os elétrons livres, ou seja, o par de elétrons livres. E, analisando mais estruturas... Eu vou descer aqui. Vamos calcular a carga formal para este nitrogênio aqui. A carga formal vai ser igual ao número de elétrons na valência do nitrogênio, e, supondo que ele tem cinco elétrons, são cinco elétrons de valência, menos os elétrons que estão se ligando com o nitrogênio. Ou seja, aqui eu tenho os elétrons na estrutura, que eu estou colocando, e eu estou querendo falar sobre estes elétrons aqui, que estão fazendo a ligação com o nitrogênio. Se eu for contá-los, eu tenho: 1, 2, 3 e 4. Então, aqui vai ser -4. E isso vai ser igual a +1, ou seja, o nitrogênio perdeu um elétron de valência. Recapitulando: nós pensamos que o nitrogênio tem 5 elétrons de valência e aqui nós temos 4, que estão em volta dele. E isso nos deu uma carga formal de 1, ou seja, o nitrogênio perde um elétron. Uma boa forma de desenhar essa estrutura é colocando aqui o nitrogênio e colocando os hidrogênios em sua volta. E eu represento essa carga formal por um "+" aqui. E eu chamo isso de íon amônio. Você provavelmente se lembra disso de química geral. E, observando um padrão para quando a gente tem uma, duas, três e quatro ligações, é pensar o seguinte: eu vou colocar aqui que eu tenho quatro ligações e zero, ou seja mais zero pares solitários. E isso vai nos dar uma carga formal de +1. Vamos olhar mais dois exemplos onde a carga formal do nitrogênio é igual a +1. Vamos analisar esta estrutura aqui. Você pode observar que aqui eu tenho: uma, duas, três e quatro ligações e nenhum par de elétrons solitários, ou seja, isso obedece o que nós vimos aqui como padrão. Por isso, esta estrutura aqui tem uma carga formal de +1. E agora, analisando a estrutura aqui, da direita, nós temos: uma, duas, três e quatro ligações. E, novamente, nenhum par de elétrons solitários. Portanto, esta estrutura aqui nos dá o nitrogênio com carga formal igual a +1. Eu vou descer aqui para ver mais um exemplo e vamos atribuir a carga formal ao nitrogênio. Se você observar, temos: um elétron aqui também tem outro elétron aqui, outro aqui e outro elétron aqui. Se eu for calcular a carga formal, eu tenho que a carga formal vai ser igual ao número de elétrons de valência do nitrogênio (e, supostamente, ele tem 5 elétrons de violência, então, eu coloco 5 elétrons de valência) e eu vou subtrair isso pelo número de elétrons que estão em torno do nitrogênio, ou seja, estes elétrons aqui, que eu estou circulando. Eu vou contar esses elétrons. Se você observar, eu tenho: 1, 2, 3, 4, 5 e 6. Então, vai ser -6 e isso vai ser igual a -1. Ou seja, o nitrogênio ganha um elétron, porque a carga formal é de -1. E eu posso redesenhar essa estrutura desta maneira, através da estrutura de linhas. Eu tenho o nitrogênio e o hidrogênio, também tenho os elétrons livres em volta do nitrogênio. E eu vou ter uma carga negativa, ou seja, o nitrogênio está ganhando um elétron. Eu posso tirar esses pares de elétrons livres aqui e redesenhar desta maneira aqui. Tenho o nitrogênio e também o hidrogênio e coloco a carga formal aqui. E eu posso criar um padrão para descobrir quando eu tenho a carga formal de -1, que é o seguinte: eu observo que eu tenho duas ligações em volta do nitrogênio e também tenho dois pares de elétrons, ou seja, dois pares de elétrons livres. Então, eu posso colocar no padrão que eu vou ter duas ligações mais dois pares solitários. Vamos ver mais dois exemplos aqui. Se você observar, você tem o nitrogênio e esse nitrogênio tem uma carga formal de -1. Pelo nosso padrão, ele tem que ter duas ligações e dois pares solitários, ou seja, dois pares de elétrons livres. Se eu for contar, eu tenho: uma ligação e duas ligações. Está faltando os dois pares de elétrons solitários ou livres. Eu vou colocar um par aqui e outro par aqui. E agora, o nitrogênio tem um octeto de elétrons. Esta estrutura aqui, da direita, também tem uma carga formal negativa e eu tenho que seguir o padrão que está aqui: duas ligações, mais dois pares solitários. Analisando, eu tenho uma ligação aqui e outra ligação aqui. Estão faltando os dois pares de elétrons solitários. E eu posso colocá-los aqui, ao lado do nitrogênio. Por isso, é muito importante você entender os padrões para a carga formal do nitrogênio.