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?

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 :
  1. 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.
  2. Distribuir os elétrons: Colocamos o enxofre no centro ligado aos três oxigênios com ligações simples inicialmente.
  3. Completar as camadas de oxigênio: Cada oxigênio precisa de 8 elétrons, então adicionamos pares de elétrons ao redor deles.
  4. 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 :
  1. Contar os elétrons de valência: Além dos 24 elétrons de , adicionamos 2 elétrons extras devido à carga negativa, totalizando 26 elétrons.
  2. Distribuir os elétrons: Similar ao , mas agora temos mais elétrons para distribuir.
  3. 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:
éêéãé
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

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.

Exercícios relacionados

a) A energia reticular de um sólido iônico aumenta ou diminui quando a carga dos íons aumenta?
b) A energia reticular de um sólido iônico aumenta ou diminui quando o tamanho dos íons aumenta?
a) O que significa o termo diamagnetismo?
b) O que significa o termo paramagnetismo?
c) Como uma substância diamagnética responde a um campo magnético?
d) Qual dos íons a seguir espera-se que seja diamagnético: ?
e) Qual dos íons a seguir espera-se que sejam paramagnéticos: ? Para os íons que são paramagnéticos, determine o número de elétrons desemparelhados.
a) Qual é a diferença entre orbitais híbridos e orbitais moleculares?
b) Quantos elétrons podem ser colocados no OM de uma molécula?
c) Orbitais moleculares antiligantes podem acomodar elétrons?
d) Se você combinar dois orbitais atômicos em dois átomos diferentes para formar um novo orbital, ele será um orbital híbrido ou molecular?
e) Se você combinar dois orbitais atômicos em um átomo para formar um novo orbital, ele será um orbital híbrido ou molecular?
f) O princípio de exclusão de Pauli se aplica aos OM? Explique.
Um gás perfeito sofre uma compressão isotérmica que reduz de 1,80 o seu volume. A pressão final do gás é de 1,97 bar e o volume final é de . Calcule a pressão inicial do gás em (a) bar e (b) em atm.