Desenhe uma estrutura de Lewis para cada composto covalente. a) CH4 b) C2H2 c) C2H4 d) BF3 e) CH2O
Passo 1
Então, a gente vai resolver um exercício de estruturas de Lewis para alguns compostos covalentes. A matéria aqui é química, especificamente a parte de ligações químicas e estruturas de Lewis. Vamos precisar saber contar elétrons de valência, entender a regra do octeto e como desenhar as ligações entre os átomos usando linhas ou pares de elétrons.
Passo 2
Vamos começar com o primeiro composto: CH₄ (metano). Primeiro, a gente conta os elétrons de valência. O carbono © tem 4 elétrons de valência e cada hidrogênio (H) tem 1. Como são 4 hidrogênios, temos 4 elétrons deles. Totalizando 4 © + 4×1 (H) = 8 elétrons de valência.
Passo 3
Agora, desenhamos o carbono no meio e ligamos cada hidrogênio a ele com uma linha, que representa um par de elétrons compartilhados. Cada ligação C-H utiliza 2 elétrons. Como temos 4 ligações, usamos todos os 8 elétrons disponíveis. Isso completa o octeto do carbono e satisfaz a regra do hidrogênio (que só precisa de 2 elétrons).
Passo 4
Passando para C₂H₂ (acetileno). Aqui, temos 2 carbonos e 2 hidrogênios. O carbono tem 4 elétrons de valência cada e os hidrogênios têm 1. Total: 2×4 © + 2×1 (H) = 10 elétrons de valência.
Passo 5
Desenhamos os dois carbonos ligados entre si. Para preencher o octeto, cada ligação entre carbonos será uma ligação tripla. Então, entre os dois carbonos, temos uma ligação simples e uma ligação dupla (total de 3 pares de elétrons). Cada carbono também se liga a um hidrogênio com uma ligação simples. Isso usa todos os 10 elétrons.
Passo 6
Agora, o C₂H₄ (eteno). Temos 2 carbonos e 4 hidrogênios. Contamos os elétrons: 2×4 © + 4×1 (H) = 12 elétrons de valência.
Passo 7
Desenhamos os dois carbonos ligados por uma dupla ligação (2 pares de elétrons) para que cada carbono possa ter 8 elétrons. Cada carbono também está ligado a dois hidrogênios com ligações simples. Isso usa todos os 12 elétrons e satisfaz a regra do octeto.
Passo 8
Vamos para BF₃ (trifluoreto de boro). O boro (B) tem 3 elétrons de valência e cada flúor (F) tem 7. Total: 1×3 (B) + 3×7 (F) = 24 elétrons de valência.
Passo 9
O boro fica no centro e liga-se a cada flúor com uma ligação simples. Cada ligação usa 2 elétrons, totalizando 6 usados. Os flúor têm 6 elétrons não ligados (pares triplos) cada. O boro fica com apenas 6 elétrons ao seu redor, o que é comum para o boro, já que ele pode ser acomodatado com menos de 8 elétrons.
Passo 10
Finalmente, CH₂O (formaldeído). Carbono (4), hidrogênio (1) e oxigênio (6). Total: 4 + 2×1 + 6 = 12 elétrons de valência.
Passo 11
O carbono fica no centro. Ele se liga a dois hidrogênios com ligações simples e ao oxigênio. Para o oxigênio completar seu octeto, fazemos uma dupla ligação entre C e O. Ooxigênio também tem dois pares de elétrons livres. Isso usa todos os 12 elétrons e satisfaz a regra do octeto para todos os átomos.
Resposta
Aqui estão as estruturas de Lewis para cada composto:
a) CH₄ (Metano):
H
|
H–C–H
|
H
b) C₂H₂ (Acetileno):
H–C≡C–H
c) C₂H₄ (Eteno):
H H
\ /
C=C
/ \
H H
d) BF₃ (Trifluoreto de Boro):
F
|
F–B–F
e) CH₂O (Formaldeído):
H
|
H–C=O