Escreva a estrutura de Lewis para cada uma das substâncias abaixo, e atribua a carga formal para o átomo correto, quando necessário.
e.
e.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O que a gente precisa fazer aqui é desenhar a estrutura de Lewis para o íon
. Para isso, vamos usar conceitos de química como elétrons de valência, ligações químicas e cargas formais. Esses conceitos nos ajudam a entender como os átomos se ligam e distribuem os elétrons na molécula.
Passo 2
Primeiro, vamos contar o número total de elétrons de valência que temos para trabalhar. Cada átomo contribui com um certo número de elétrons de valência:
- Hidrogênio (H) tem 1 elétron de valência.
- Carbono © tem 4 elétrons de valência.
- Oxigênio (O) tem 6 elétrons de valência, e como temos 3 oxigênios, são 6 x 3 = 18 elétrons.
- Além disso, o íon tem uma carga negativa, o que significa que temos mais 1 elétron.
Então, somando tudo:
1 (H) + 4 © + 18 (O) + 1 (carga) = 24 elétrons de valência no total.
1 (H) + 4 © + 18 (O) + 1 (carga) = 24 elétrons de valência no total.
Passo 3
Agora, vamos montar a estrutura preliminar. Geralmente, o átomo menos eletronegativo fica no centro, que nesse caso é o carbono ©. Colocamos o H e os três O ligados ao C.
Coração da estrutura:
H
|
O - C - O
|
O
Passo 4
Distribuímos os 24 elétrons de valência ao redor dos átomos para satisfazer a regra do octeto (cada átomo, exceto o H, quer ter 8 elétrons ao seu redor). Primeiro, colocamos ligações simples entre o C e cada O e entre o C e o H. Cada ligação simples usa 2 elétrons.
Temos 4 ligações simples (C-H e C-O x3):
4 x 2 = 8 elétrons usados.
4 x 2 = 8 elétrons usados.
Ainda temos 24 - 8 = 16 elétrons para distribuir.
Passo 5
Distribuímos os elétrons restantes como pares de elétrons não ligantes nos átomos de oxigênio. Cada O já tem uma ligação com o C, então precisamos completar os 8 elétrons ao redor de cada O.
Cada O precisa de 6 elétrons não ligantes (para além dos 2 da ligação com o C):
3 O x 6 = 18 elétrons.
3 O x 6 = 18 elétrons.
Mas só temos 16 elétrons restantes, então vamos ajustar as ligações para satisfazer o octeto.
Passo 6
Vamos formar ligações duplas entre o C e dois dos O para reduzir a quantidade de elétrons não ligantes necessários.
Agora, nossa estrutura fica assim:
H
|
O=C-O^-
|
O
Cada dupla ligação usa mais 2 elétrons, então reduzimos a quantidade de elétrons não ligantes necessários nos O.
Passo 7
Agora, vamos calcular as cargas formais para garantir que a estrutura esteja correta. A carga formal é calculada pela fórmula:
Aplicando para cada átomo:
- Carbono ©: 4 - (0 + 8/2) = 0
- Oxigênio com dupla ligação: 6 - (4 + 4/2) = 0
- Oxigênio com ligação simples: 6 - (6 + 2/2) = -1
- Hidrogênio (H): 1 - (0 + 2/2) = 0
Resposta
A estrutura de Lewis para
é:
H
|
O=C-O^-
|
O
Com uma carga formal de -1 no oxigênio que está com a ligação simples.
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e.
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e.
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h.
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