Escreva a estrutura de Lewis para cada uma das substâncias abaixo, e atribua a carga formal para o átomo correto, quando necessário.
d.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para a gente desenhar a estrutura de Lewis do (ácido sulfúrico) e atribuir as cargas formais corretas quando necessário. Para isso, vamos precisar entender sobre estruturas de Lewis e como calcular as cargas formais dos átomos na molécula.

Passo 2

Primeiro, vamos contar o número total de elétrons de valência na molécula. O ácido sulfúrico é composto por 2 hidrogênios (H), 1 enxofre (S) e 4 oxigênios (O).
  • Hidrogênio (H) tem 1 elétron de valência: elétrons
  • Enxofre (S) tem 6 elétrons de valência
  • Oxigênio (O) tem 6 elétrons de valência: elétrons
Total de elétrons de valência: elétrons

Passo 3

Agora, vamos montar a estrutura básica. Geralmente, o átomo menos eletronegativo fica no centro. Aqui, o enxofre (S) é menos eletronegativo que o oxigênio, então ele será o átomo central. Vamos conectar os dois hidrogênios aos oxigênios.

Passo 4

Vamos começar formando ligações simples entre os átomos:
  • Cada H está ligado a um O, formando 2 ligações O-H.
  • O enxofre está ligado aos outros 2 oxigênios através de ligações S-O simples.
Até agora, usamos 2 ligações O-H e 2 ligações S-O, totalizando elétrons.
Restam elétrons para distribuir como pares de elétrons.

Passo 5

Agora, distribuiamos os elétrons restantes nos átomos para completar os octetos:
  • Cada O ligado ao H já tem 2 elétrons na ligação e precisa de mais 6 elétrons (3 pares) para completar o octeto.
  • Cada O ligado ao S tem 2 elétrons na ligação e precisa de mais 6 elétrons.
Distribuindo:
  • 2 oxigênios ligados aos H: elétrons
  • 2 oxigênios ligados ao S: elétrons
Total distribuído: elétrons

Passo 6

Depois de distribuir todos os elétrons, vamos verificar se todos os átomos têm o octeto completo:
  • Cada H tem 2 elétrons (o suficiente para H).
  • Cada O tem 8 elétrons: 2 na ligação e 6 em pares de elétrons.
  • O S tem apenas 4 elétrons nas ligações (2 de cada ligação S-O).
Para que o enxofre complete seu octeto, precisamos formar ligações duplas com os oxigênios.

Passo 7

Vamos formar ligações duplas entre o S e os oxigênios:
  • Convertemos duas ligações S-O simples em ligações S=O duplas.
  • Isso reduz os elétrons ao redor dos oxigênios duplos, pois agora eles têm mais elétrons compartilhados.
Agora, o enxofre tem 8 elétrons nas ligações (4 pares), completando seu octeto.

Passo 8

Por fim, vamos calcular as cargas formais para garantir que estamos na melhor estrutura possível. A carga formal é calculada pela fórmula:
éêéãé
  • Os oxigênios com ligações duplas têm uma carga formal de 0.
  • Os oxigênios com ligações simples ligadas aos H têm uma carga formal de -1.
  • O enxofre tem uma carga formal de 0.

Resposta

A estrutura de Lewis do possui o enxofre central ligado a dois oxigênios por ligações duplas e a outros dois oxigênios por ligações simples, cada um desses últimos ligados a um hidrogênio. As cargas formais são atribuídas aos oxigênios ligados por ligações simples como -1.
Estrutura de Lewis do H₂SO₄

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