Escreva a estrutura de Lewis mais estável para os compostos covalentes abaixo e diga se eles apresentam ou não exceções à regra do octeto. Calcule a carga formal de cada átomo nessas estruturas para confirmar que se trata da estrutura de Lewis mais estável. Em cada caso represente os orbitais atômicos do átomo central no estado fundamental, excitado e na forma hibridizada e diga também a hibridização do átomo central.
a) Dióxido de carbono
a) Dióxido de carbono
Passo 1
Beleza, vamos resolver o exercício sobre o dióxido de carbono (
). A gente precisa desenhar a estrutura de Lewis mais estável para essa molécula, verificar se ela segue a regra do octeto, calcular as cargas formais de cada átomo para ter certeza de que está estável e também representar os orbitais do átomo central (que é o carbono) nos estados fundamental, excitado e hibridizado. Por fim, vamos descobrir qual é a hibridização do carbono nessa molécula. Para isso, vamos precisar entender como desenhar estruturas de Lewis, calcular cargas formais e saber sobre hibridização de orbitais.
Passo 2
Primeiro, vamos desenhar a estrutura de Lewis da
. O carbono é o átomo central porque ele pode formar mais ligações. O carbono tem 4 elétrons na camada de valência e cada oxigênio tem 6 elétrons de valência. No total, temos
elétrons para distribuir.
Passo 3
Vamos conectar o carbono aos dois oxigênios com ligações simples inicialmente:
O - C - O
Cada ligação simples usa 2 elétrons, então usamos 4 elétrons. Restam 12 elétrons para distribuir.
Passo 4
Agora, vamos distribuir os elétrons restantes como pares de elétrons ao redor dos átomos. Cada oxigênio precisa ter 8 elétrons ao todo. Já que cada oxigênio tem uma ligação com o carbono (2 elétrons), precisamos adicionar 6 elétrons em pares a cada oxigênio:
:O - C - O:
Isso usa mais 12 elétrons, totalizando os 16 disponíveis.
Passo 5
Agora, verificamos a regra do octeto. O carbono tem apenas 4 elétrons (duas ligações simples) e cada oxigênio tem 8 elétrons. O carbono não está completando seu octeto, então vamos formar ligações duplas. Vamos transformar as ligações simples em duplas:
O = C = O
Agora, o carbono tem 8 elétrons (quatro pares) e cada oxigênio também tem 8 elétrons.
Passo 6
Vamos calcular as cargas formais para confirmar que essa é a estrutura mais estável. A fórmula para a carga formal é:
Para o carbono:
- Elétrons de valência: 4
- Elétrons não compartilhados: 0
- Elétrons compartilhados: 8 (duas ligações duplas)
Para cada oxigênio:
- Elétrons de valência: 6
- Elétrons não compartilhados: 4
- Elétrons compartilhados: 4 (duas ligações duplas)
Todas as cargas formais são zero, indicando que essa é a estrutura de Lewis mais estável.
Passo 7
Agora, vamos falar sobre os orbitais do carbono. No estado fundamental, o carbono tem a configuração eletrônica
. Os dois elétrons no orbital 2s são promovidos para os orbitais 2p, resultando em uma configuração excitada
. Para formar ligações múltiplas, o carbono utiliza hibridização sp, que mistura um orbital s e um orbital p para formar dois orbitais híbridos sp.
Passo 8
Com a hibridização sp, o carbono forma dois orbitais híbridos que se sobrepõem com os orbitais p dos oxigênios para formar as ligações duplas. Portanto, a hibridização do átomo de carbono na molécula
é sp.
Resposta
A estrutura de Lewis mais estável para o dióxido de carbono (
) é
, sem exceções à regra do octeto. As cargas formais de todos os átomos são zero. O átomo de carbono utiliza orbitais sp no estado hibridizado, caracterizando uma hibridização sp.
Exercícios relacionados
Para três soluções de ácido acético, a uma dada temperatura, obteve-se os valores da condutividade molar, quais sejam:
|
49,50 | 35,67 | 25,60 |
---|---|---|---|
|
9,88 | 19,76 | 39,52 |
Com base nestes dados, determine: i) a condutividade molar limite; ii) a constante de equilíbrio e; iii) o grau de ionização do ácido acético em cada solução.
Os valores de condutividade molar limite (a diluição infinita) dos sais
e
são, em
, 12,69; 9,10 e 18,78 a
, respectivamente. Calcule a condutividade molar limite do sal
na mesma temperatura.
A condutividade molar de uma solução de
é
a
. Uma célula contendo esta solução tem uma resistência de
. a) Calcule a constante de célula; b) Se a mesma célula contém uma solução de
, a resistência é
. Calcule a condutividade molar da solução de
e; c) Calcule o grau de dissociação da solução de
a constante de dissociação desta base fraca. DADOS:
.