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
O $). Como o íon tem uma carga de $ 2- $, isso significa que temos dois elétrons extras para distribuir.
Passo 4
Para desenhar a primeira estrutura de ressonância, colocamos duas ligações duplas entre o enxofre e dois dos oxigênios, e ligações simples com os outros dois. Os oxigênios com ligações simples terão três pares de elétrons livres.
Passo 5
Desenhamos a segunda estrutura de ressonância movendo a ligação dupla para outro oxigênio. Assim, agora temos uma ligação dupla com um oxigênio diferente e ligações simples com os demais.
Passo 6
A terceira estrutura de ressonância é obtida movendo a ligação dupla para o último oxigênio que ainda não teve uma ligação dupla. Assim, cada oxigênio terá a sua vez de ter uma ligação dupla.
Passo 7
Agora, vamos calcular a carga formal em cada átomo. A fórmula para carga formal é:
Passo 8
Aplicando a fórmula:
- Para o enxofre ($ S $):
- Para os oxigênios ($ O $) com ligações duplas:
- Para os oxigênios com ligações simples:
Resposta
As três estruturas de ressonância do íon sulfato ($ SO_4^{2-} $) são mostradas abaixo, com as cargas formais de cada átomo:
-
Estrutura 1:
- $ S $: +2
- Dois $ O $ com ligações duplas: 0 cada
- Dois $ O $ com ligações simples: -1 cada
-
Estrutura 2:
- $ S $: +2
- Outro $ O $ com ligação dupla: 0
- Os demais $ O $ com ligações simples: -1 cada
-
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.