a) Represente suas estruturas de Lewis das moléculas
e
.
b) Determine as cargas formais dos átomos em cada uma das moléculas do item (a).
c) usando a teoria da ressonância indique qual das duas moléculas do item (a) tem as menores ligações enxofre-oxigênio?
b) Determine as cargas formais dos átomos em cada uma das moléculas do item (a).
c) usando a teoria da ressonância indique qual das duas moléculas do item (a) tem as menores ligações enxofre-oxigênio?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me pediu para resolver um exercício de Química envolvendo estruturas de Lewis, cargas formais e teoria da ressonância para as moléculas
e
. Vamos precisar entender como desenhar essas estruturas, calcular as cargas formais de cada átomo e usar a teoria da ressonância para comparar as ligações enxofre-oxigênio.
Passo 2
Primeiro, vamos representar as estruturas de Lewis para
e
. A estrutura de Lewis mostra como os átomos estão ligados e como os elétrons são distribuídos.
Para
:
- Contar os elétrons de valência: Enxofre (S) tem 6 elétrons de valência e cada oxigênio (O) tem 6 elétrons. Como temos 3 oxigênios, totalizam
elétrons de valência. - Distribuir os elétrons: Colocamos o enxofre no centro ligado aos três oxigênios com ligações simples inicialmente.
- Completar as camadas de oxigênio: Cada oxigênio precisa de 8 elétrons, então adicionamos pares de elétrons ao redor deles.
- Verificar o enxofre: O enxofre pode expandir seu octeto, então ajustamos as ligações para formar ligações múltiplas, garantindo que todos os átomos tenham a quantidade correta de elétrons.
A estrutura final de
tem três ligações duplas entre o enxofre e cada oxigênio, sem elétrons não ligados no enxofre.
Para
:
- Contar os elétrons de valência: Além dos 24 elétrons de
, adicionamos 2 elétrons extras devido à carga negativa, totalizando 26 elétrons. - Distribuir os elétrons: Similar ao
, mas agora temos mais elétrons para distribuir. - Formar ligações múltiplas: Ajustamos as ligações para acomodar os elétrons extras, resultando em uma estrutura onde o enxofre tem ligações duplas com dois oxigênios e uma ligação simples com o terceiro, que também carrega uma carga negativa.
Passo 3
Agora, vamos calcular as cargas formais de cada átomo em ambas as moléculas. A carga formal ajuda a identificar a distribuição de elétrons em uma estrutura de Lewis.
A fórmula para carga formal é:
Para
:
-
Enxofre (S):
- Elétrons de valência: 6
- Elétrons não compartilhados: 0
- Elétrons compartilhados: 6 (3 ligações duplas)
- Carga formal:
-
Cada oxigênio (O):
- Elétrons de valência: 6
- Elétrrons não compartilhados: 4
- Elétrons compartilhados: 4 (2 ligações)
- Carga formal:
Para
:
-
Enxofre (S):
- Elétrons de valência: 6
- Elétrrons não compartilhados: 0
- Elétrons compartilhados: 6 (duas ligações duplas e uma simples)
- Carga formal:
-
Oxigênio com ligação simples:
- Elétrons de valência: 6
- Elétrrons não compartilhados: 6
- Elétrrons compartilhados: 2
- Carga formal:
-
Oxigênios com ligações duplas:
- Mesma coisa que em
: - Carga formal: 0
- Mesma coisa que em
Passo 4
Finalmente, vamos usar a teoria da ressonância para determinar qual das duas moléculas tem as menores ligações enxofre-oxigênio. A teoria da ressonância sugere que se uma molécula pode ser representada por várias estruturas de Lewis equivalentes, ela tem ligações mais estáveis e de ordem maior (mais curtas).
Para
:
- Existem três estruturas de ressonância equivalentes, onde cada oxigênio forma uma ligação dupla em uma estrutura diferente.
- Isso significa que a ligação enxofre-oxigênio é uma ligação dupla média, resultando em ligações mais curtas e fortes.
Para
:
- A ressonância também está presente, mas como há uma carga negativa presente em um dos oxigênios, as ligações são um pouco menos estáveis comparadas às de
.
Resposta
A molécula
tem as menores ligações enxofre-oxigênio devido à presença de ressonância que estabiliza ligações duplas equivalentes.