RKA1JV - Agora que vimos a estrutura de pontos, vamos examinar algumas regras para a representação da molécula de íon nitrato. Vamos primeiro desenhar algumas combinações diferentes para as possíveis representações na estrutura de pontos para essa molécula, que é um ânion. Inicialmente, vamos ver as representações das formas contribuintes, ressonantes ou canônicas.
Primeiro vamos calcular o número de elétrons na camada de valência. O nitrogênio está no grupo 5 na tabela periódica, portanto, 5 elétrons na camada de valência, o oxigênio está no grupo 6 e temos 3 átomos de oxigênio, 3 vezes 6, 18 elétrons na camada de valência, mais 5, 23 elétrons na camada de valência, e temos uma carga negativa uma vez que essa molécula é um ânion. Então, temos que somar mais um elétron para representar na camada de valência, 23 mais 1, 24 elétrons na camada de valência.
E sabemos que o nitrogênio ficará no centro, pois o oxigênio é mais eletronegativo que ele. O átomo de nitrogênio é representado no centro com três ligações com átomos de oxigênio, até agora, representamos em cada ligação, 2 elétrons, temos três dela, então são 6 elétrons na camada de valência representados, 24 menos 6, 18 elétrons na camada de valência para serem representados. Esses elétrons restantes colocamos nos átomos externos, ou seja nos átomos de oxigênio.
O oxigênio seguirá a regra do octeto, até agora cada átomo de oxigênio tem 2 elétrons na camada de valência, dada por cada ligação com nitrogênio. Então, cada átomo de oxigênio necessita de mais 6 elétrons para completar a regra do octeto. Vamos em frente e colocamos 6 elétrons a mais em cada átomo de oxigênio na nossa estrutura de pontos, agora, cada átomo de oxigênio está cercado por 8 elétrons e satisfaz a regra do octeto.
Representamos, até agora, mais 6 elétrons de cada átomo de oxigênio que nos dá 3 vezes 6, 18 elétrons na camada de valência, e, com isso, representamos todos os elétrons na camada de valência. Portanto, essa representação até agora está de acordo com a representação da estrutura de pontos. O oxigênio está com a configuração estável, uma vez que atingiu a regra do octeto, mas o nitrogênio não está completo pela regra do octeto.
Se observarmos os elétrons que o nitrogênio possui em cada ligação, verificamos que este está apenas com 6 elétrons na camada de valência. A tendência do nitrogênio é atingir a composição de 8 elétrons na sua camada de valência para seguir a regra do octeto. Existem diferentes formas de dar ao nitrogênio essa configuração para seguir a regra do octeto, por exemplo, podemos pegar 2 elétrons do átomo de oxigênio representado acima, compartilhar com o nitrogênio, fazendo uma dupla ligação.
Vamos desenhar essa forma na nossa estrutura de pontos. Agora, temos o nitrogênio com uma dupla ligação com o oxigênio acima, e esse átomo de oxigênio que tinha 3 pares de elétrons externos na sua camada de valência, agora tem apenas 2 pares, pois um foi deslocado para a ligação dupla com o átomo de nitrogênio. Esse átomo de nitrogênio tem mais duas ligações simples, uma com o átomo de oxigênio abaixo à esquerda e outra com o átomo de oxigênio abaixo à direita.
Portanto, esta seria uma representação válida na nossa estrutura de pontos. E seguindo nossos passos, colocamos essa estrutura de pontos cercada por chaves com a indicação do sinal negativo, pois representa um ânion. Essa é uma possível representação da nossa estrutura de pontos, mas, não necessariamente, teríamos que pegar o par de elétrons isolados do átomo de oxigênio representado acima na estrutura de pontos, poderíamos fazer diferente, pegando o par de elétrons isolados do átomo de oxigênio, representando do lado esquerdo e abaixo para o diagrama de pontos.
Para o caso de movermos esses pares de elétrons indicados, temos uma nova estrutura de pontos que será igualmente válida. E na nossa representação de pontos, colocamos a ligação dupla com o oxigênio abaixo e à esquerda, esse átomo que tinha 3 pares de elétrons isolados, ficará com apenas 2, uma vez que o par foi deslocado para a ligação dupla com o nitrogênio. Os átomos de oxigênio acima e do lado direito abaixo terão ligações simples com o átomo de nitrogênio e permanecerão com 3 pares de elétrons na sua estrutura externa.
E essa representação é válida para a nossa estrutura de pontos, tanto quanto a primeira. Fechamos com chaves, colocamos a representação que se trata de um ânion, um sinal negativo acima e à direita. Obviamente, poderíamos pegar um par de elétrons externos do átomo de oxigênio abaixo e à direita para fazer dupla ligação com o oxigênio e, dessa forma, a ligação dupla ficará com o oxigênio abaixo e à direita.
Esse átomo que tinha 3 pares de elétrons isolados ficará apenas com 2. Os átomos de oxigênio acima e o abaixo à esquerda ficarão com a ligação simples com o nitrogênio e cada um deles com 3 pares de elétrons externo. Novamente, temos uma representação válida para nossa estrutura de pontos, estas três formas de estrutura de pontos colocadas aqui são chamadas formas contribuintes, formas ressonantes ou formas canônicas, elas são representadas por uma seta de duas pontas, elas não têm qualquer significado físico isoladamente.
Então, se você pensa que na representação sobre a forma ressonante, significa que a estrutura fica alternando entre essas formas diferentes de representações de pontos, não é exatamente o que está acontecendo aqui. Cada uma dessas três formas de estrutura de pontos é uma tentativa de representar o ânion nitrato, mas não é a melhor forma de fazê-lo. Podemos, então, pensar em combinar essas três estruturas e formar o que chamamos de híbrido de ressonância, então, vamos substituir essas três estruturas, substituindo pela forma híbrida de cada uma delas e representar de outra forma.
Combinando as três formas colocadas aqui por uma única que representa o que está acontecendo, através de um único desenho, colocamos o nitrogênio no centro ligado a três átomos de oxigênio. Em cada desenho anterior tínhamos uma ligação dupla ou com o oxigênio acima ou com o oxigênio abaixo, à direita ou à esquerda. Na realidade, se tomarmos a forma híbrida nos três casos anteriores, podemos assumir que esses elétrons das ligações duplas com oxigênio estão deslocados, espalhados em torno dos três átomos de oxigênio.
Em vez de colocar a ligação dupla com um átomo de oxigênio acima, podemos representar os elétrons deslocados na estrutura espacial. Esta representação é mais forte que a ligação simples, mas não tão forte quanto à ligação dupla. E fazemos isso para cada uma das ligações com cada átomo de oxigênio, representando os elétrons deslocados formando uma ressonância híbrida, combinando cada uma das ligações indicadas nas três figuras anteriores.
Outra maneira de entendermos esse tipo de ligação é através do comprimento da ligação, as ligações para esse ânion têm a mesma extensão. Se pensarmos em qualquer uma das representações anteriores como sendo a ideal, por exemplo, na primeira representação vemos que a ligação dupla é mais curta que a ligação simples e isso não representaria a estrutura molecular adequadamente. Então, a estrutura híbrida de ressonância com os elétrons deslocados é a melhor forma de representar esse conjunto.
Isso nos dá uma ideia do que é uma representação híbrida de ressonância que queremos demonstrar neste vídeo.
