Use o método das cargas formais para escolher a estrutura de Lewis que melhor descreve a distribuição eletrônica e ligações nos compostos: (a) , (b) , © , (d) , (e) , (f) .

Passo 1

Então, temos um exercício de química onde precisamos usar o método das cargas formais para escolher a estrutura de Lewis que melhor representa a distribuição de elétrons e as ligações em alguns compostos químicos. Os compostos que vamos analisar são:
(a) ,
(b) ,
© ,
(d) ,
(e) ,
(f) .
Para resolver isso, vamos precisar entender como desenhar estruturas de Lewis, calcular cargas formais e comparar essas cargas para determinar a melhor estrutura possível para cada composto.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que são estruturas de Lewis. Elas são representações gráficas dos átomos em uma molécula mostrando como os elétrons são compartilhados nas ligações químicas. Cada ponto representa um elétron de valência.

Passo 3

Agora, vamos falar sobre cargas formais. A carga formal é uma forma de verificar a distribuição de elétrons numa molécula. Ela ajuda a determinar qual estrutura de Lewis é mais estável. A regra básica é que a estrutura com as menores cargas formais (mais próximas de zero) é geralmente a mais correta.
A fórmula para calcular a carga formal de um átomo é:
éêéãé

Passo 4

Vamos aplicar isso ao primeiro composto: .
  1. Contagem de elétrons de valência:
    • S (Enxofre) tem 6 elétrons de valência.
    • O (Oxigênio) tem 6 elétrons de valência.
    • F (Flúor) tem 7 elétrons de valência cada.
  2. Desenho preliminar da estrutura:
    • Colocamos o enxofre no centro, ligado ao oxigênio e aos dois flúor.
    • Distribuímos os elétrons para formar ligações simples.
  3. Cálculo das cargas formais para cada átomo.

Passo 5

Estrutura de Lewis de :
  • Enxofre no centro ligado a um oxigênio e dois flúor.
  • Oxigênio tem dois pares de elétrons não ligantes.
  • Cada flúor tem três pares de elétrons não ligantes.
Cálculo das Cargas Formais:
  • Enxofre (S):
  • Oxigênio (O):
  • Cada Flúor (F):
Como a carga formal do enxofre é +2, podemos ajustar a estrutura para reduzir essa carga formando ligações duplas.

Passo 6

Ajustando a estrutura de :
  • Formamos uma ligação dupla entre enxofre e oxigênio.
  • Agora, enxofre tem um par de elétrons não ligantes.
  • Recalculamos as cargas formais.
Novo Cálculo das Cargas Formais:
  • Enxofre (S):
  • Oxigênio (O):
  • Cada Flúor (F) permanece com carga 0.
Assim, a estrutura com a ligação dupla entre S e O tem menor carga formal total.

Passo 7

Repetiremos esse processo para cada composto:
(b) :
  • Hélio no centro, com enxofre ligado a três oxigênios e dois hidrogênios.
  • Ajustamos as ligações para minimizar as cargas formais, formando ligações duplas onde necessário.
© :
  • Cloro no centro ligado a dois oxigênios e um hidrogênio.
  • Distribuímos elétrons e formamos ligações duplas para reduzir cargas formais.
(d) :
  • Cloro no centro ligado a dois oxigênios e um flúor.
  • Ajustamos ligações para minimizar cargas formais, possivelmente com ligações duplas nos oxigênios.
(e) :
  • Enxofre no centro ligado a três oxigênios.
  • Forma ligações duplas com cada oxigênio para minimizar as cargas formais.
(f) :
  • Bromo no centro ligado a três oxigênios.
  • Distribuímos ligações duplas onde necessário para balancear as cargas formais.

Resposta

Usando o método das cargas formais, determinamos que as melhores estruturas de Lewis para os compostos são aquelas com as menores cargas formais possíveis, geralmente envolvendo ligações duplas para reduzir cargas positivas no átomo central. Especificamente:
  • : Enxofre com uma ligação dupla para o oxigênio e ligações simples para os flúor.
  • : Enxofre central com duas ligações duplas para oxigênios e ligações simples para hidrogênios.
  • : Cloro com uma ligação dupla para um oxigênio e ligações simples para o outro oxigênio e hidrogênio.
  • : Cloro com ligações duplas para os oxigênios e simples para o flúor.
  • : Enxofre central com ligações duplas para cada um dos três oxigênios.
  • : Bromo com ligações duplas para dois oxigênios e uma ligação simples para o terceiro oxigênio.
Essas estruturas minimizam as cargas formais e representam a distribuição eletrônica mais estável para cada composto.

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