2C. 2 Quais das seguintes espécies sāo radicais? (a)
; (b)
; (c)
; (d) HOCO .
Passo 1
O que o enunciado pede: identificar quais das quatro espécies listadas são radicais (isto é, possuem um elétron desemparelhado).
As espécies fornecidas (copiadas do enunciado) são:
- (a)
- (b)
- (c)
- (d)
(o enunciado mostra um ponto depois; vou considerar a espécie neutra — se o ponto for o símbolo do radical, isso já indica radical, mas vou confirmar por contagem eletrônica)
Informações relevantes que já temos (implícitas no enunciado): as fórmulas químicas e, no caso de (b), o estado carregado
. Não há outras informações geométricas ou experimentais — vamos decidir por análise eletrônico/Lewis.
Passo 2
O que é um radical e como detectá-lo de forma prática (aula rapidinha e necessária).
- Radical é uma espécie química que tem pelo menos um elétron desemparelhado.
- Uma maneira rápida de prever se uma espécie neutra ou iônica é radical é contar os elétrons de valência totais. Se o total de elétrons de valência for ímpar, a espécie obrigatoriamente tem ao menos um elétron desemparelhado → é radical. Se o total for par, pode ser que seja não-radical (todos os elétrons emparelhados) — então devemos ainda verificar se uma estrutura de Lewis com todos emparelhados é possível.
- Como contar elétrons de valência: some os elétrons de valência de cada átomo (H:
, C: , N: , O: , F/Cl/Br/I: , etc.) e subtraia ou some elétrons conforme a carga (para um íon com carga soma-se elétrons; para carga subtrai-se elétrons). - Observação importante: ressonância ou distribuição de ligações não muda a paridade do número total de elétrons — só a contagem total determina necessariamente a presença de um elétron desemparelhado (ímpar → radical). Para total par, precisamos checar a possibilidade de fechar todos os pares: em geral isso é possível quando a contagem permite completar octetos/pares sem sobra de elétrons.
Passo 3
Método que vou usar (passo-a-passo prático):
- Calcular o total de elétrons de valência de cada espécie.
- Ajustar pela carga (se houver).
- Verificar se o total é ímpar → imediatamente radical.
- Se o total for par → construir (ou esboçar) a estrutura de Lewis simples para checar se todos os elétrons podem ficar pareados (se sim, não é radical).
Agora aplico esse método a cada caso.
Passo 4
Contagem de elétrons de valência:
- Nitrogênio:
elétrons. - Cada oxigênio:
elétrons, há três oxigênios: .
Total:
O total de elétrons de valência é
, que é um número ímpar. Portanto, não há como emparelhar todos os elétrons: existe ao menos um elétron desemparelhado. Conclusão direta:
(neutro) é um radical.
Comentário didático curto sobre Lewis: a espécie típica estável que aparece na química é o íon nitrato
(com 24 elétrons de valência, par, não-radical). Mas a fórmula neutra
tem um elétron a menos e, por isso, é a espécie radical.
Passo 5
Contagem de elétrons de valência:
- Iodo:
elétrons. - Cada cloro:
elétrons, dois cloros: .
Soma inicial:.
A carga positivasignifica que faltou 1 elétron, então subtrai-se :
O total de elétrons de valência é
, que é par. Agora verificamos se podemos distribuir esses elétrons em pares sem deixar um desemparelhado: sim — um esboço de Lewis simples coloca duas ligações I–Cl (4 elétrons), completa os octetos dos cloros com 3 pares cada (12 elétrons) e sobram
elétrons, que ficam como dois pares de elétrons na íon iodo central. Assim todas as cargas podem ser emparelhadas e não sobra elétron isolado. Conclusão:
NÃO é radical (espécie de elétrons pareados, fechada).
Observação de química inorgânica útil: halogênios pesados como I podem expandir a “camada” (hipervalência) por terem orbitais disponíveis, então geometria linear com pares ao redor do iodo é compatível.
Passo 6
Contagem de elétrons de valência:
- Carbono:
. - Dois hidrogênios:
. - Oxigênio:
.
Total:
O total é
, par. A estrutura de Lewis bem conhecida de
(formaldeído) é
— ou seja, carbono fazendo dupla ligação com oxigênio e duas ligações simples com hidrogênios; todos os elétrons aparecem emparelhados (pares de ligação e pares isolados no oxigênio). Portanto
NÃO é radical.
Passo 7
Primeiro, verificar a contagem (assumindo a espécie neutra escrita como
):
- Hidrogênio:
. - Primeiro oxigênio:
. - Carbono:
. - Segundo oxigênio:
.
Total:
O total é
, ímpar. Logo existe pelo menos um elétron desemparelhado — a espécie é um radical. Isso bate também com a notação do enunciado (quando aparece um ponto
após a fórmula costuma indicar explicitamente um radical, por exemplo
). Conclusão:
(neutro) é radical.
Comentário prático: o radical
(às vezes chamado radical hidroxi-carbonil) tem ressonância e o elétron desemparelhado pode ser relativamente delocalizado entre C e O, mas a contagem ímpar já garante a existência do radical — não é necessário decidir exatamente onde está o elétron para concluir que é radical.
Passo 8
Resumo e reforço para a prova (dica rápida que salva tempo):
- Regra rápida: conte elétrons de valência ajustando pela carga. Se o total for ímpar → é radical (resposta imediata). Se for par → tente montar a estrutura de Lewis; se for possível emparelhar tudo então NÃO é radical.
- Trabalhar dessa forma é rápido e confiável em provas quando só se pede “é radical ou não”.
Resposta
(a)
: radical
(b) : não radical
(c) : não radical
(d) : radical
(b)
(c)
(d)