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¿Cuáles son las estructuras de resonancia correctas del óxido nitroso?

Había una pregunta en uno de mis exámenes para dibujar las estructuras de resonancia para $ \ce {N2O}$ . Pero a las estructuras de resonancia que dibujé no se les dieron marcas. Las 2 estructuras superiores son las que dibujé y las 3 inferiores son las que están en el esquema de marcado.

Tengo la duda, si mis estructuras son inestables, como $ \ce {N}$ y $ \ce {N}$ unido con un vínculo, o no.

¿Puede alguien explicarlo, por favor?

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Rippo Puntos 10580

En primer lugar, ninguna de las estructuras de resonancia que dibujó para su prueba es posible porque ambas violan la regla del octeto. Para la estructura de la izquierda, la más a la izquierda $ \ce {N}$ está en control de sólo 6 electrones, y no existirá en esta forma. La estructura de la derecha no es posible porque el centro $ \ce {N}$ está participando en 5 bonos, que $ \ce {N}$ no puede hacer. El número máximo de bonos que $ \ce {N}$ puede participar en es 3 (unión covalente - como $ \ce {NH3}$ ) o 4 (unión de coordenadas - como $ \ce {NH4+}$ ).

Mientras satisfaga la regla del octeto (o al menos lo mejor que pueda - aquí hay algunos excepciones ) y desea comprobar la estabilidad de una molécula que ha dibujado, simplemente utilice la fórmula para la carga formal. Esto viene dado por la ecuación:

$$FC=V-(N_B+ \frac {B}{2})$$

Donde $FC$ es la acusación formal, $V$ es el número de electrones de valencia que el átomo en cuestión suele tener, $N_B$ es el número de electrones no enlazados, y $B$ es el número de electrones compartidos en un enlace covalente en el átomo. Si una molécula es estable, la suma de las cargas formales de cada átomo sustituto debería ser 0. Si se probara esto en cada una de las estructuras de resonancia que la prueba proporciona como respuestas, se vería que esto es cierto.

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maccullt Puntos 1555

Para adjuntar la buena respuesta de Ringo y para añadir algo más de conocimiento sobre la situación de la unión, he realizado un cálculo sobre el nivel de teoría DF-BP86/def2-SVP. Dado que se trata de una molécula lineal, hay restricciones de simetría. Su grupo de puntos es $C_{ \infty\mathrm {v}}$ lo que significa que hay orbitales degenerados. Como veremos, estos corresponden a $ \pi $ bonos. Aquí hay una imagen del esquema orbital de valencia:

valence orbital scheme of NNO

Los orbitales 1-3 son orbitales centrales (1s) en los respectivos elementos. El MO 4 corresponde a un $ \ce {O-N}~ \sigma $ de los bonos. Es digno de mención, que este vínculo está deslocalizado y también describe parte de la $ \ce {N-N}~ \sigma $ de los bonos. Análogamente, esto se aplica al modus operandi 5, pero al revés. En el MO 6 podemos ver la presencia de la pareja solitaria en el oxígeno. Los MO 7 y 8 describen dos deslocalizados $ \pi $ de los enlaces, uniéndose con respecto a todos los átomos del compuesto. El MO 9 tiene principalmente un carácter de par solitario y está situado en el nitrógeno terminal. Los HOMO también son $ \pi $ orbitales, la vinculación con respecto a $ \ce {N-N}$ y anti-bonding con respecto a $ \ce {O-N}$ . Esto implica un carácter de pareja solitaria para estos orbitales, también. Tenga en cuenta que no hay un orbital con carácter de par solitario en el nitrógeno central.

Analicé más a fondo la función de la onda con la teoría de la órbita de unión natural. Este método localiza los orbitales (y la densidad de los electrones) y los compara con la densidad ideal de los electrones de una estructura de Lewis determinada. Altos porcentajes significan que la configuración concuerda bien con el concepto de Lewis.

resonance configurations of NNO

He incluido las estructuras que ha sugerido. Puedes ver, que mientras la configuración 1 no es una estructura ideal de Lewis, todavía está de acuerdo hasta cierto punto con el concepto de Lewis. Si alguien hiciera un acercamiento más riguroso con la teoría de Valence Bond, esperaría que esta estructura tenga (al menos una contribución menor) a la situación general de los vínculos. El defecto básico de esta estructura es el sexteto de electrones en el nitrógeno terminal, como ya mencionó Ringo. El aspecto positivo de esta estructura es que no necesita cargas formales. Yo no consideraría esta estructura incorrecta.
La segunda estructura, sin embargo, no es correcta. Esto sólo puede existir en un estado de excitación. El nitrógeno no puede tener más de ocho electrones enlazados a su alrededor.
La tercera estructura es la estructura ideal, es decir, la que tiene el mayor acuerdo. Esperaría que tuviera la mayor contribución a la vinculación general.
Estructura 3 explica los efectos de la deslocalización y es una de las mayores contribuciones a la estabilización general de la resonancia de la molécula. Básicamente se puede ver el carácter de esto en los MOs 7 y 8 anteriores.
La última estructura ( 5 ) intenta lo mismo, pero para mi gusto, esto es un poco exagerado. Todavía concuerda un poco con el concepto de Lewis, pero como la configuración 1 Sólo esperaría una contribución más pequeña.

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Simon-Nail-It Puntos 1425

Olvidaste una regla para dibujar esto es que el nitrógeno no puede tener octeto expandido (significa que sólo puede tener un electrón de 8 valencias). Aunque tanto el nitrógeno como el oxígeno son estables (sin carga) en tu diagrama de resonancia, pero el nitrógeno del medio tiene un enlace de cinco, lo que significa que tiene un electrón de 10 valencias y rompe la regla anterior. Por lo tanto, el mayor número de enlace para el nitrógeno del medio es cuatro. Por eso ves que el nitrógeno del medio en la respuesta tiene sólo 4 enlaces aunque tiene carga.

Y también el octeto expandido se utiliza para los elementos que se encuentran por debajo del período 2 porque tienen d-orbitales para expandirse

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