A molécula de dióxido de enxofre
apresenta uma geometria angular. Determine a hibridização do átomo de enxofre e explique a formação de ligações com os átomos de oxigênio, incluindo qualquer ressonância possível. Calcule as cargas formais dos átomos de enxofre e oxigênio e explique como essas cargas contribuem para a estabilidade da estrutura.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O problema fala sobre a molécula de dióxido de enxofre (
), que tem uma geometria angular. Vamos precisar entender de química molecular, especificamente sobre hibridização dos átomos, formação de ligações covalentes e cargas formais para resolver essa questão.
Passo 2
Primeiro, vamos determinar a hibridização do átomo de enxofre na
. Para isso, contamos o número de pares de elétrons ao redor do enxofre, incluindo ligações e pares livres. O enxofre está ligado a dois oxigênios e tem um par de elétrons não ligados. Isso dá um total de 3 pares de elétrons.
Quando um átomo tem 3 pares de elétrons, a hibridização é
. Isso nos diz que o enxofre usa três orbitais híbridos
para formar ligações com os oxigênios e manter o par livre.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre a formação das ligações com os oxigênios. Cada ligação simples entre o enxofre e o oxigênio é uma ligação sigma (
), formada pela sobreposição dos orbitais
do enxofre com os orbitais
dos oxigênios.
Além disso, a molécula de
pode ter ressonância. Isso significa que os pares de elétrons livres nos oxigênios podem se mover, formando ligações duplas alternadas. Assim, temos duas estruturas ressonantes onde a dupla ligação está em posições diferentes.
Passo 4
Vamos calcular as cargas formais dos átomos de enxofre e oxigênio. A carga formal (
) é calculada pela fórmula:
onde:
-
é o número de elétrons de valência do átomo. -
é o número de elétrons não compartilhados (lone pairs). -
é o número de elétrons compartilhados (ligações).
Para o enxofre (
):
-
elétrons de valência. -
elétrons do par livre. -
elétrons compartilhados (duas ligações ).
Para cada oxigênio (
):
-
elétrons de valência. -
elétrons dos pares livres. -
elétrons compartilhados (duas ligações ).
Passo 5
As cargas formais mostram que o enxofre tem uma carga positiva (
) e os oxigênios estão neutros. Essa distribuição de cargas contribui para a estabilidade da molécula, pois a ressonância permite que as cargas positivas sejam distribuídas de forma mais equilibrada entre os átomos, reduzindo a repulsão e aumentando a estabilidade geral da estrutura.
Resposta
A hibridização do átomo de enxofre na molécula
é
. As ligações com os oxigênios são formadas por orbitais
do enxofre e orbitais
dos oxigênios, com possibilidade de ressonância que estabiliza a estrutura. As cargas formais são
no enxofre e
nos oxigênios, contribuindo para a estabilidade da molécula.