O íon clorito possui três estruturas de Lewis possíveis (com o Cl na posição central): uma delas possui apenas ligações simples; outra, uma ligação simples e uma dupla; e a terceira, duas ligações duplas. (a) Represente as três estruturas de Lewis descritas para este íon. (b) Utilize o cálculo de cargas formais para prever a estrutura de Lewis mais provável para esta espécie.
Estruturas de Lewis
Cálculo da Carga Formal

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos o íon clorito e precisamos fazer duas coisas: (a) desenhar as três possíveis estruturas de Lewis para ele e (b) usar o cálculo de cargas formais para descobrir qual dessas estruturas é a mais provável. Vamos trabalhar com os elétrons de valência e entender como os átomos se ligam.

Passo 2

Primeiro, vamos contar quantos elétrons de valência temos no íon clorito. O cloro (Cl) está no grupo 17 da tabela periódica, então tem 7 elétrons de valência. Cada oxigênio (O) também está no grupo 16, com 6 elétrons de valência cada. Além disso, o íon tem uma carga negativa, o que significa que temos mais 1 elétron. Então, total de elétrons de valência:
é

Passo 3

Com esses 20 elétrons, vamos montar as três estruturas de Lewis:
  1. Estrutura 1: Três ligações simples
    • Cl no centro ligado a dois O’s com ligações simples.
    • Distribuímos os elétrons restantes como pares isolados nos O’s.
    • Cl terá uma carga formal negativa.
  2. Estrutura 2: Uma ligação simples e uma dupla
    • Cl no centro com uma ligação simples e uma ligação dupla com os O’s.
    • Um O terá uma ligação dupla, o outro simples.
    • Distribuímos os elétrons restantes como pares isolados.
  3. Estrutura 3: Duas ligações duplas
    • Cl no centro com duas ligações duplas com os O’s.
    • Distribuímos os elétrons restantes como pares isolados.
    • Cl fica com uma carga formal positiva.

Passo 4

Agora, vamos calcular as cargas formais para cada estrutura. A carga formal ajuda a determinar qual estrutura é mais estável. A fórmula para calcular a carga formal é:
éêéãé
Vamos aplicar isso em cada estrutura.

Passo 5

Estrutura 1: Três ligações simples
  • Cl:
    • Elétrons de valência: 7
    • Elétrons não ligados: 0
    • Elétrons ligados: 6 (3 ligações simples)
    • Carga formal:
  • Oxygenos:
    • Cada O:
      • Elétrons de valência: 6
      • Elétrons não ligados: 6 (3 pares)
      • Elétrons ligados: 2 (1 ligação)
      • Carga formal:
Total de cargas: +4 (Cl) + 2*(-1) = +2, que não bate com a carga real de -1. Portanto, essa estrutura não é a mais provável.

Passo 6

Estrutura 2: Uma ligação simples e uma dupla
  • Cl:
    • Elétrons de valência: 7
    • Elétrons não ligados: 2
    • Elétrons ligados: 4 (1 ligação simples + 1 dupla)
    • Carga formal:
  • Oxigenos:
    • O com ligação simples:
      • Elétrons de valência: 6
      • Elétrons não ligados: 6
      • Elétrons ligados: 2
      • Carga formal:
    • O com ligação dupla:
      • Elétrons de valência: 6
      • Elétrons não ligados: 4
      • Elétrons ligados: 4
      • Carga formal:
Total de cargas: +3 (Cl) + (-1) + 0 = +2, ainda não bate com a carga real de -1. Essa estrutura também não é a mais provável.

Passo 7

Estrutura 3: Duas ligações duplas
  • Cl:
    • Elétrons de valência: 7
    • Elétrons não ligados: 0
    • Elétrons ligados: 4 (2 ligações duplas)
    • Carga formal:
  • Oxigenos:
    • Cada O:
      • Elétrons de valência: 6
      • Elétrons não ligados: 4
      • Elétrrons ligados: 4
      • Carga formal:
Total de cargas: +5 (Cl) + 2*(0) = +5, o que está bem longe da carga real de -1. Essa estrutura também não é a mais provável.

Passo 8

Parece que nenhuma das estruturas está equilibrando a carga real do íon. Isso sugere que precisamos reavaliar nossas distribuições de elétrons. Geralmente, a estrutura mais provável é aquela com a menor diferença de carga formal. A estrutura 2 tem cargas formais de +3, -1 e 0, totalizando +2, que ainda é melhor que as outras, mas ainda não perfeita. Na realidade, devido à ressonância, a estrutura real é uma combinação das estruturas possíveis, distribuindo as cargas de forma mais equilibrada.

Resposta

A estrutura de Lewis mais provável para o íon clorito é aquela com uma ligação simples e uma ligação dupla entre o cloro e os oxigênios, apresentando cargas formais de +3 no cloro, -1 em um dos oxigênios e 0 no outro. Essa estrutura minimiza as cargas formais e é estabilizada pela ressonância.

Exercícios relacionados

A molécula dimetilfosfinoetanoato , abreviada como dmpe] é usada como um ligante para alguns complexos que funcionam como catalisadores. Um complexo que contém esse ligante é (dmpe).
Desenhe uma estrutura de Lewis para o dmpe e determine se ele pode funcionar como ligante polidentado.
Qual das seguintes soluções terá ?
a)
Ácido fosforoso, , possue uma estrutura do tipo , onde um átomo de H está ligado diretamente ao P , e os outros dois são ligados a O . (a) Sabendo que este composto é uma excessão a regra do octeto (valência expandida), desenhe sua estrutura de Lewis.
© Sabendo que apenas átomos de hidrogênio em ligações polares são ácidos (podem formar prótons ), escreva a equação balanceada de neutralização do ácido fosforoso com hidróxido de sódio .