Como [math] NO_2 [/ math] tiene un electrón solitario en uno de los átomos de oxígeno, ¿cómo puede ser estable la molécula de [math] NO_2 [/ math]?

La estabilidad es un concepto relativo. Todo es más o menos estable y más o menos inestable.

El NO2 ocurre casi por completo como un gas, y se forma principalmente a altas temperaturas a partir del N2 y O2 en el aire. En tales condiciones, debe observar qué reacciones están disponibles y comprender que es una situación de no equilibrio en la que se pueden producir especies relativamente inestables como el NO2 y escapar de una reacción rápida. Una vez que las moléculas están al aire libre, las oportunidades para reaccionar nuevamente son escasas, de modo que, aunque otras especies se ven favorecidas abrumadoramente en el equilibrio, el equilibrio es lento.

Sin embargo, el NO2 es más estable de lo que parece por el modelo de “electrón solitario en uno de los átomos de oxígeno”. En un modelo de resonancia, ese electrón solitario se extiende sobre ambos átomos de O en una forma, y ​​hay otra forma en la que uno de los electrones de valencia de N “extra” participa para dar O = N = O. Por lo tanto, el electrón solitario se extiende sobre los 3 átomos, lo que hace que la especie sea más estable que un radical monoatómico.

Los radicales libres existen, siempre que la molécula tenga la estructura correcta.

El NO2, en cualquier caso, existe como una mezcla del monómero y el dímero N2O4, en el que el equilibrio favorece al monómero a alta temperatura y al dímero por debajo de aproximadamente 100 ° C.

Editar: Olvidé una cosa: el electrón solitario parece estar ubicado principalmente en el átomo de nitrógeno, no en un oxígeno, y de hecho el acoplamiento de los radicales da el dímero O2N-NO2.

lone_pairs no determina la estabilidad de la molécula si es así … entonces la molécula de agua no podría existir porque tiene dos pares solitarios …

tanto el mínimo de oxígeno tiene dos números de pares solitarios como uno de oxígeno tiene tres pares solitarios en caso de resonancia y tienen una unidad de carga negativa y creo que su pregunta es sobre esta carga negativa, es decir ……

Si uno de oxígeno en NO2 tiene una unidad de carga negativa, ¿cómo podría este compuesto permanecer tan estable?

entonces la respuesta es el efecto de resonancia que estabiliza la carga.