Apresente a estrutura de Lewis dos seguintes íons, bem como a carga formal dos átomos [Obs : Não é necessário apresentar a estrutura de ressonância neste exercício].
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra gente desenhar a estrutura de Lewis do íon carbonato, que é CO₃²⁻, e calcular as cargas formais de cada átomo. Esse conteúdo envolve saber:
- Quantos elétrons de valência cada átomo traz;
- Como montar a ligação (ligações simples, duplas etc.);
- Como completar o octeto com elétrons não-ligantes;
- Como calcular a carga formal.
Passo 2
Primeiro, conta aí quantos elétrons de valência temos no total:
- C (carbono) tem 4 elétrons de valência.
- Cada O (oxigênio) tem 6, e são 3 oxigênios → 3 × 6 = 18.
- O íon tem carga 2–, então tem mais 2 elétrons.
Total = 4 + 18 + 2 = 24 elétrons de valência para distribuir.
Passo 3
Agora escolhe o átomo central (geralmente é o menos eletronegativo) – aqui é o C. Liga cada oxigênio ao carbono com uma ligação simples (cada ligação simples usa 2 elétrons).
Como são 3 ligações C–O, já usamos 3 × 2 = 6 elétrons.
Restam 24 – 6 = 18 elétrons para colocar como pares não-ligantes.
Como são 3 ligações C–O, já usamos 3 × 2 = 6 elétrons.
Restam 24 – 6 = 18 elétrons para colocar como pares não-ligantes.
Passo 4
Distribui esses 18 elétrons primeiro nos oxigênios (cada oxigênio quer completar 8 elétrons totais contando ligações):
- Cada ligação C–O “dá” 2 elétrons ao octeto do oxigênio, então cada O precisa de mais 6 elétrons como pares livres.
- Se colocar 6 elétrons em cada O, são 3 × 6 = 18 elétrons.
Acabamos com: cada O tem 3 pares livres + 1 ligação ao C; o C só tem 3 ligações simples (6 elétrons) – ainda não fechou o octeto do C.
Passo 5
O carbono está com só 6 elétrons ao redor, e precisa de 8. Pra fechar o octeto do C, a gente tira um par livre de um dos oxigênios e faz uma ligação dupla C=O.
Agora:
Agora:
- Um O terá ligação dupla (C=O) e 2 pares livres.
- Os outros dois O continuam com ligação simples e 3 pares livres cada.
Isso usa os mesmos 24 elétrons, mas o C agora tem 8 elétrons ao seu redor.
Passo 6
Calcula a carga formal de cada átomo com a fórmula
Para o carbono:
- valência = 4;
- não-ligantes = 0;
- elétrons em ligações = 8 (dupla = 4 + duas simples = 4);
CF = 4 − 0 − 8/2 = 4 − 4 = 0.
Para o oxigênio duplamente ligado:
- valência = 6;
- não-ligantes = 4 (2 pares);
- ligação = 4 elétrons;
CF = 6 − 4 − 4/2 = 6 − 4 − 2 = 0.
Para cada oxigênio com ligação simples:
- valência = 6;
- não-ligantes = 6 (3 pares);
- ligação = 2 elétrons;
CF = 6 − 6 − 2/2 = 6 − 6 − 1 = −1.
Resposta
A estrutura de Lewis (sem desenhar as demais ressonâncias) é:
.. ..
:O: – C = O
'' ''
\
O
..
''
Onde:
• O ligado duplamente ao C tem carga formal 0;
• Os dois O ligados apenas por ligação simples ao C têm carga formal –1 cada;
• O C tem carga formal 0.
• O ligado duplamente ao C tem carga formal 0;
• Os dois O ligados apenas por ligação simples ao C têm carga formal –1 cada;
• O C tem carga formal 0.