Escreva a estrutura de Lewis e determine a carga formal para os átomos das estruturas abaixo.
CO3-2

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem que desenhar a estrutura de Lewis do íon carbonato, que é CO3^2-, e descobrir qual é a carga formal em cada átomo. Para isso, vamos usar conceitos de química básica como ligações químicas, pares de elétrons e cálculo de cargas formais.

Passo 2

Primeiro, vamos contar o número total de elétrons de valência que temos. O carbono © está no grupo 4 da tabela periódica, então tem 4 elétrons de valência. O oxigênio (O) está no grupo 6, então cada oxigênio tem 6 elétrons de valência. Como temos 3 oxigênios, são 3 × 6 = 18 elétrons. Além disso, temos uma carga negativa de 2-, que significa que temos mais 2 elétrons. Então, no total: 4 © + 18 (O) + 2 (carga) = 24 elétrons de valência.

Passo 3

Agora, vamos desenhar uma estrutura onde o carbono está no centro ligado aos três oxigênios. Começamos ligando cada O ao C com uma ligação simples (cada ligação simples usa 2 elétrons). Temos 3 ligações simples, então usamos 3 × 2 = 6 elétrons, sobrando 24 - 6 = 18 elétrons.

Passo 4

Distribuímos os elétrons restantes como pares de elétrons ao redor dos oxigênios para completar seus octetos. Cada oxigênio já tem 2 elétrons da ligação com o carbono, então precisamos adicionar mais 6 elétrons (3 pares) em cada oxigênio para completar 8. Como temos 3 oxigênios, isso seria 3 × 6 = 18 elétrons, o que usa todos os elétrons disponíveis.

Passo 5

Agora, verificamos se todos os átomos têm seu octeto completo. O carbono, com apenas 3 ligações simples, tem apenas 6 elétrons ao seu redor. Para completar o octeto, precisamos criar ligações duplas. Fazemos isso reduzindo um par de elétrons de um dos oxigênios e adicionando esse par ao carbono, formando uma ligação dupla. Isso deixa um oxigênio com um par extra, o que contribui para as cargas formais.

Passo 6

Calculamos as cargas formais para cada átomo. A carga formal é dada por:
Carga Formal = Elétrons de Valência - (Elétrons não ligantes + Elétrons ligados2) éêéãé
  • Para o carbono: 4 - (0 + 6/2) = +1
  • Para o oxigênio com ligação dupla: 6 - (4 + 4/2) = 0
  • Para os dois oxigênios com ligação simples: 6 - (6 + 2/2) = -1 cada

Resposta

A estrutura de Lewis do CO3^2- tem o carbono central ligado a três oxigênios, sendo um com dupla ligação e dois com ligações simples. As cargas formais são: carbono +1, oxigênio com dupla ligação 0 e os outros dois oxigênios -1 cada.

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