2B.6 Desenhe a estrutura de Lewis de
íon peróxido, \mathrm{O}_{2}{ }^{2-};

Passo 1

O enunciado pede para desenhar a estrutura de Lewis do íon peróxido \mathrm{O}_{2}^{2-}.
Informações relevantes dadas:
  • A espécie é \mathrm{O}_{2}^{2-} (dois átomos de oxigênio com carga total -2).
  • Precisa-se da estrutura de Lewis (distribuição dos pares de elétrons, ligação(s) e cargas formais).

Passo 2

Contar os elétrons de valência disponíveis (essa é a primeira coisa a fazer em qualquer exercício de estrutura de Lewis).
  • Cada átomo de oxigênio tem 6 elétrons de valência.
  • 2 átomos: 2\times 6 = 12.
  • A carga total é -2, isto é, foram adicionados 2 elétrons extras: +2.
  • Portanto o total de elétrons de valência a distribuir é
12 + 2 = 14 \text{ elétrons.}é
Vou trabalhar em pares (cada par = 2 elétrons). Com 14 elétrons temos 7 pares de elétrons para colocar.

Passo 3

Montar a estrutura esquelética (ligação entre os átomos).
  • Com dois átomos só, a escolha natural é ligá‑los diretamente: \mathrm{O}-\mathrm{O}.
  • Uma ligação simples consome 2 elétrons (1 par). Restam
14 - 2 = 12 \text{ elétrons} \quad(\text{ou }6\text{ pares})é
para distribuir como pares não-ligantes (lone pairs).

Passo 4

Distribuir os elétrons restantes para satisfazer a regra do octeto.
  • Colocando os 6 pares restantes como pares isolados, podemos dar 3 pares (6 elétrons) para cada oxigênio:
    • Cada oxigênio fica com 3 pares não-ligantes =6 elétrons, mais a ligação compartilhada (2 elétrons no par ligado) contando como 1 elétron para cada átomo no cálculo do octeto.
  • Verificação do octeto para cada átomo:
    • elétrons não-ligantes: 6
    • metade dos elétrons da ligação (conta para o átomo): \tfrac{1}{2}\cdot 2 = 1 par =2 elétrons
    • total ao redor de cada O: 6 + 2 = 8 elétrons → octeto satisfeito.
Portanto a configuração com ligação simples e três pares isolados em cada oxigênio satisfaz o octeto.

Passo 5

Calcular as cargas formais para verificar coerência com a carga total do íon.
Fórmula da carga formal (explicada):
\text{FC} = \text{(número de elétrons de valência do átomo neutro)} - \text{(elétrons não-ligantes)} - \tfrac{1}{2}\text{(elétrons de ligação)}.úéêáéãéçã
Aplicando a um átomo de oxigênio da estrutura proposta:
  • elétrons de valência (O neutro): 6
  • elétrons não-ligantes ao redor do átomo: 6
  • elétrons na(s) ligação(ões) envolvendo esse átomo: 2 (uma ligação simples)
\text{FC} = 6 - 6 - \tfrac{1}{2}\cdot 2 = 6 - 6 - 1 = -1.
Cada oxigênio tem carga formal -1. Soma das cargas formais: -1) + (-1) = -2, que coincide com a carga do íon \mathrm{O}_2^{2-}. Ótimo — estrutura consistente.

Passo 6

Comentário sobre ressonância e ordem de ligação (ajuda a entender o que esperar experimentalmente).
  • A estrutura é simétrica: cada oxigênio tem a mesma distribuição (três pares isolados e uma ligação simples). Não há formas de ressonância necessárias que movam uma ligação dupla de um átomo para o outro — ambos os átomos são equivalentes e cada um carrega -1.
  • Ordem de ligação: a representação de Lewis mostra uma ligação simples O–O, portanto ordem de ligação =1. (Se quiser uma confirmação mais avançada: pela teoria de orbitais moleculares, \mathrm{O}_2^{2-} tem ordem de ligação 1, coerente com a estrutura de Lewis.)
Dica amigável: peróxidos (como \mathrm{O}_2^{2-} ou \mathrm{H}_2\mathrm{O}_2) costumam ter exatamente essa ligação simples O–O e cargas negativas localizadas nos oxigênios — é uma assinatura dos peróxidos.

Passo 7

Desenho final da estrutura de Lewis (colocando tudo junto). Mostrar os três pares em cada átomo, a ligação simples entre eles e a carga total -2 entre colchetes.
A estrutura é:
\left[\mathrm{O}(\!:\!:\!:\!)\!-\!\mathrm{O}(\!:\!:\!:\!)\right]^{2-}
onde cada \mathrm{O} tem três pares de elétrons não-ligantes (três lone pairs) e a ligação entre os dois oxigênios é simples. Cada oxigênio tem carga formal -1.

Resposta

\left[\mathrm{O}(\!:\!:\!:\!)\!-\!\mathrm{O}(\!:\!:\!:\!)\right]^{2-}

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