Desenhe as estruturas de Lewis para cada um dos seguintes íons ou moléculas. Identifique aqueles que não obedecem à regra do octeto e explique por que isso ocorre.
a)
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Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa desenhar a estrutura de Lewis para o íon carbonato, que é
. Esse tipo de exercício faz parte da matéria de química, mais especificamente sobre estruturas de Lewis e a regra do octeto. Para isso, vamos precisar saber como contar elétrons de valência, distribuir esses elétrons entre os átomos e verificar se todos os átomos cumprem a regra do octeto.
Passo 2
Primeiro, vamos contar o número total de elétrons de valência no
. O carbono © está no grupo 4 da tabela periódica e cada oxigênio (O) está no grupo 6. Além disso, o íon tem uma carga de -2, o que significa que temos 2 elétrons extras.
Então, calculando:
- Carbono: 4 elétrons
- Cada oxigênio: 6 elétrons × 3 = 18 elétrons
- Carga negativa: +2 elétrons
Total de elétrons de valência = 4 + 18 + 2 = 24 elétrons
Passo 3
Agora, vamos desenhar a estrutura básica. O carbono será o átomo central porque geralmente é menos eletronegativo e pode formar mais ligações. Vamos conectar o carbono aos três oxigênios com ligações simples inicialmente.
O
|
C - O
|
O
Cada ligação simples representa 2 elétrons, então usamos 6 elétrons para as ligações (3 ligações × 2 elétrons).
Passo 4
Subtraindo os elétrons usados nas ligações, temos 24 - 6 = 18 elétrons restantes. Esses elétrons serão distribuídos como pares de elétrons ao redor dos átomos de oxigênio para completar seus octetos.
Cada oxigênio já está ligado ao carbono com uma ligação simples (2 elétrons), então cada oxigênio precisa de mais 6 elétrons (3 pares) para completar seu octeto.
Vamos adicionar esses elétrons:
..
:O:
|
:O: C :O:
|
..
Cada ponto representa um elétron, então cada oxigênio tem agora 8 elétrons ao seu redor.
Passo 5
Agora, vamos verificar a regra do octeto. O carbono atualmente tem apenas 6 elétrons ao seu redor (3 ligações simples). Para satisfazer o octeto, precisamos formar ligações duplas.
Vamos converter uma das ligações simples em uma ligação dupla. Isso pode ser feito criando ressonâncias, já que o íon carbonato tem estruturas ressonantes.
..
:O:
||
C - O
|
:O:
Nesta estrutura, um dos oxigênios tem uma ligação dupla com o carbono, completando o octeto tanto do carbono quanto dos oxigênios.
Passo 6
Por fim, percebemos que a estrutura do
envolve ressonância, ou seja, as ligações duplas podem estar em qualquer um dos três oxigênios. Isso significa que a estrutura real é uma média das estruturas ressonantes.
Todos os átomos envolvidos obedecem à regra do octeto, pois tanto o carbono quanto os oxigênios têm 8 elétrons ao seu redor.
Resposta
A estrutura de Lewis do íon carbonato (
) envolve o carbono central ligado a três oxigênios. Uma das ligações C-O é dupla, e as outras duas são simples, com ressonância entre elas. Todos os átomos cumprem a regra do octeto, então o íon carbonato obedece à regra do octeto.
Estrutura ressonante:
..
:O:
||
C - O
|
:O:
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Desenhe as estruturas de Lewis para cada um dos seguintes íons ou moléculas. Identifique aqueles que não obedecem à regra do octeto e explique por que isso ocorre.
h) ClO
h) ClO
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f)
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i)
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