Escreva três estruturas de ressonância do íon sulfato e calcule a carga formal dos átomos em cada uma.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente desenhar três estruturas de ressonância do íon sulfato ($ SO_4^{2-} $) e calcular a carga formal de cada átomo em cada estrutura. Vamos usar conceitos de química como estruturas de ressonância e cálculo de carga formal para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é uma estrutura de ressonância. Estruturas de ressonância são diferentes arranjos de ligações e elétrons que descrevem a mesma molécula. Elas ajudam a representar a distribuição real dos elétrons de forma mais precisa.

Passo 3

Agora, vamos desenhar a estrutura de Lewis para o íon sulfato. O enxofre ($ S S áê O $). Como o íon tem uma carga de $ 2- $, isso significa que temos dois elétrons extras para distribuir.

Passo 4

Para desenhar a primeira estrutura de ressonância, colocamos duas ligações duplas entre o enxofre e dois dos oxigênios, e ligações simples com os outros dois. Os oxigênios com ligações simples terão três pares de elétrons livres.

Passo 5

Desenhamos a segunda estrutura de ressonância movendo a ligação dupla para outro oxigênio. Assim, agora temos uma ligação dupla com um oxigênio diferente e ligações simples com os demais.

Passo 6

A terceira estrutura de ressonância é obtida movendo a ligação dupla para o último oxigênio que ainda não teve uma ligação dupla. Assim, cada oxigênio terá a sua vez de ter uma ligação dupla.

Passo 7

Agora, vamos calcular a carga formal em cada átomo. A fórmula para carga formal é:
Carga Formal = Número de elétrons de valência - ( Número de elétrons não compartilhados + Número de elétrons compartilhados2 ) úéêúéãúé

Passo 8

Aplicando a fórmula:
  • Para o enxofre ($ S $): S
  • Para os oxigênios ($ O $) com ligações duplas: Carga FormalS = 6 - (0 + 82) = 6 - 4 = +2
  • Para os oxigênios com ligações simples: O

Resposta

As três estruturas de ressonância do íon sulfato ($ SO_4^{2-} $) são mostradas abaixo, com as cargas formais de cada átomo:
  1. Estrutura 1:
    • $ S $: +2
    • Dois $ O $ com ligações duplas: 0 cada
    • Dois $ O $ com ligações simples: -1 cada
  2. Estrutura 2:
    • $ S $: +2
    • Outro $ O $ com ligação dupla: 0
    • Os demais $ O $ com ligações simples: -1 cada
  3. Estrutura 3:
    • $ S $: +2
    • O último $ O $ com ligação dupla: 0
    • Os demais $ O $ com ligações simples: -1 cada
Essas estruturas mostram como os elétrons estão distribuídos no íon sulfato e como as cargas formais variam em cada átomo dependendo da estrutura de ressonância considerada.

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