dd ha chiesto in Matematica e scienzeChimica · 8 mesi fa

N3^-1 (struttura di Lewis)?

Perché nello ione N3^- l'azoto centrale forma un doppio legame con i due atomi di azoto terminali (uno invece che creare un legame triplo con un atomo di azoto e uno singolo con l'altro? Non ho riportato volutamente il numero di coppie di elettroni.

2 risposte

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  • 8 mesi fa
    Risposta preferita

    Lo ione in questione è lo ione triazoto N3-.

    Per determinare la corretta struttura di Lewis , teniamo sempre presenti i limiti di questo modello teorico che ha il suo fondamento nella teoria del legame di valenza , di derivazione quantistica. Si basa sulla regola dell'ottetto come ben saprai, che non sempre è rispettata( eccezioni comuni sono l'espansione del guscio di valenza e le molecole elettron-deficienti ad esempio). Non è questo il caso, nel senso che questo modello è in accordo con i dati sperimentali. Vediamo il perchè. Abbiamo tre atomi di azoto , che facendo parte del quinto gruppo in numerazione romana , ha 5 elettroni nel guscio di valenza, dunque il numero di elettroni di valenza in totale sono

     5×13 +1= 16( ricorda l'elettrone in più dovuto alla presenza della carica negativa -1). Per rispettare l'ottetto abbiamo bisogno di 3×8=24 elettroni. Facendo la differenza otteniamo 24-16= 8 elettroni, che corrispondono a 4 coppie, ovvero 4 legami che si instaurano tra l'atomo centrale e gli azoti terminali. A questo punto calcoliamo la carica formale su ciascun atomo con la formula:

    Carica formale= n di elettroni di valenza 

    dell'atomo neutro- n di elettroni solitari-1/2n di elettroni coinvolti nei legami con l'atomo. 

    Applicandola , otteniamo che la carica formale sugli atomi di azoto terminali è -1 mentre sull'atomo di azoto centrale è +1, facendo la somma , otteniamo: +1 -1 -1= -1 , che infatti è la carica dello ione.

    Perchè allora la struttura che tu proponi non è corretta? È a questo che servono le cariche formali. Le regole empiriche ci dicono che tra diverse possibili strutture di Lewis( perchè ce ne possono essere diverse) bisogna preferire quella con le cariche formali in valore assoluto più piccole sugli atomi. Se avessimo tre legami N N e un legame singolo avremmo una situazione instabile, con una carica neutra su un azoto terminale, una carica +1 sull'azoto centrale ed una carica -2 sull'azoto terminale. Dunque la prima struttura , più stabile è più probabile, è quella corretta. 

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