1.9 : Ressonância e Estruturas Híbridas

Segundo a teoria da ressonância, se duas ou mais estruturas de Lewis com o mesmo arranjo de átomos puderem ser escritas para uma molécula, íon ou radical, a distribuição real dos elétrons será uma média daquela mostrada pelas diversas estruturas de Lewis.

Estruturas de Ressonância e Híbridos de Ressonância

A estrutura de Lewis de um ânion nitrito (NO₂^-) pode, na verdade, ser desenhada de duas maneiras diferentes, diferenciadas pelas localizações das ligações N – O e N = O.

Se os íons nitrito contiverem uma ligação simples e uma dupla, espera-se que os dois comprimentos de ligação sejam diferentes. Uma ligação dupla entre dois átomos é mais curta (e mais forte) do que uma ligação simples entre os mesmos dois átomos. No entanto, experimentos mostram que ambas as ligações N – O no NO₂^- têm a mesma força e comprimento e são idênticas em todas as outras propriedades. Não é possível escrever uma única estrutura de Lewis para NO₂^- na qual o nitrogênio tenha um octeto e ambas as ligações sejam equivalentes.

Em vez disso, é utilizado o conceito de ressonância: a distribuição real de elétrons em cada uma das ligações nitrogênio-oxigênio no NO₂^- é a média de uma ligação dupla e de uma ligação simples.

As estruturas de Lewis individuais são chamadas de estruturas de ressonância. A estrutura eletrônica real da molécula (a média das formas de ressonância) é chamada de híbrido de ressonância das formas de ressonância individuais. Uma seta de duas pontas entre as estruturas de Lewis indica que são formas de ressonância.

O ânion carbonato, CO₃^{, fornece um segundo exemplo de ressonância.}

• Um átomo de oxigênio deve ter uma ligação dupla com o carbono para completar o octeto no átomo central.
• Entretanto, todos os átomos de oxigênio são equivalentes, e a ligação dupla pode se formar a partir de qualquer um dos três átomos. Isso dá origem a três formas de ressonância do íon carbonato.
• Como três estruturas de ressonância idênticas podem ser escritas, a disposição real dos elétrons no íon carbonato é conhecida como a média das três estruturas.
• Novamente, os experimentos mostram que todas as três ligações C–O são exatamente iguais.

Uma molécula descrita como híbrida de ressonância nunca possui uma estrutura eletrônica descrita por qualquer forma de ressonância. Ela não oscila entre formas de ressonância; em vez disso, a estrutura eletrônica real é sempre a média daquela mostrada por todas as formas de ressonância.

Este texto foi adaptado do Openstax, Chemistry 2e, Chapter 7.4 Formal Charges and Resonance.