Considerando a teoria de Lewis, faça o que se pede: a. Descreva a molécula de dióxido de cloro, ClO2, usando três estruturas de ressonância possíveis. b. Alguma dessas estruturas de ressonância satisfaz à regra do octeto para todos os átomos na molécula? Justifique sua resposta.
c. Usando as cargas formais, selecione a(s) estrutura(s) de ressonância(s) mais importante(s).

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre a teoria de Lewis! O que precisamos fazer aqui é analisar a molécula de dióxido de cloro, ClO2, e trabalhar com estruturas de ressonância. Vamos precisar entender como desenhar essas estruturas, verificar se elas seguem a regra do octeto e, por fim, usar as cargas formais para identificar quais são as mais importantes.

Passo 2

Primeiro, vamos desenhar três possíveis estruturas de ressonância para o ClO2. Lembre-se que a ressonância ocorre quando temos diferentes maneiras de distribuir os elétrons de ligação na molécula. Aqui estão três possibilidades:
  1. Estrutura 1: O cloro está ligado a um oxigênio com uma dupla ligação e ao outro oxigênio com uma simples ligação. O oxigênio com a simples ligação tem uma carga negativa.
  2. Estrutura 2: O cloro está ligado a ambos os oxigênios com ligações simples, mas o cloro tem uma carga positiva, e ambos os oxigênios têm cargas negativas.
  3. Estrutura 3: O cloro está ligado a ambos os oxigênios com ligações duplas, mas o cloro tem uma carga positiva em uma das ligações.

Passo 3

Agora, vamos verificar se essas estruturas satisfazem a regra do octeto para todos os átomos. A regra do octeto diz que os átomos tendem a ter oito elétrons em sua camada de valência.
  • Estrutura 1: O cloro tem oito elétrons ao seu redor (dupla e simples ligação), mas o oxigênio com a simples ligação também tem oito elétrons. O outro oxigênio tem apenas seis elétrons, então não satisfaz.
  • Estrutura 2: O cloro tem apenas seis elétrons ao seu redor, o que não satisfaz a regra do octeto. Ambos os oxigênios têm oito elétrons, então estão ok.
  • Estrutura 3: O cloro tem dez elétrons ao seu redor, excedendo o octeto. Os oxigênios têm oito elétrons cada, então eles estão bem.
Então, nenhuma das estruturas respeita a regra do octeto para todos os átomos.

Passo 4

Por último, vamos calcular as cargas formais para cada estrutura e identificar quais são as mais importantes. A carga formal é uma maneira de verificar a distribuição de elétrons em uma estrutura de ressonância.
  • Estrutura 1:
    • Cloro: carga formal = 0
    • Oxigênio com dupla ligação: carga formal = 0
    • Oxigênio com simples ligação: carga formal = -1
  • Estrutura 2:
    • Cloro: carga formal = +1
    • Ambos os oxigênios: carga formal = -1 cada
  • Estrutura 3:
    • Cloro: carga formal = +1
    • Ambos os oxigênios: carga formal = 0
As estruturas com menores cargas formais são mais estáveis e, portanto, mais importantes.

Resposta

A estrutura mais importante de ressonância para o ClO2 é a Estrutura 3, onde o cloro está ligado a ambos os oxigênios com ligações duplas e possui uma carga formal positiva. Essa estrutura tem as menores cargas formais, tornando-a a mais estável dentre as apresentadas.

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