Para cada uma das espécies abaixo, escreva a estrutura de Lewis adequada e calcule a carga formal de cada átomo. \mathrm{HCO}_{3}{ }^{-}
Passo 1
O enunciado pede a estrutura de Lewis do íon bicarbonato, \mathrm{HCO}_3^-, e as cargas formais de cada átomo. Vamos usar:
– a contagem de elétrons de valência de cada átomo, incluindo o elétron extra do ânion;
– a regra do octeto para oxigênios e carbono;
– a fórmula de carga formal
\text{FC} = V - \bigl(N + \tfrac{B}{2}\bigr)
onde V é o número de elétrons de valência livres do átomo, N o número de elétrons não compartilhados (pares isolados) e B o número de elétrons em ligações.
Passo 2
Contagem total de elétrons de valência em \mathrm{HCO}_3^-:
Esqueleto de ligações (14 elétrons ainda serão usados em pares isolados):
– O carbono no centro forma três ligações com oxigênios.
– Um desses oxigênios também se liga ao hidrogênio.
– Para satisfazer octeto, faremos uma dupla ligação C=O e duas ligações simples C–O.
Passo 4
Distribuição dos elétrons restantes para completar octetos:
– C=O usa 4 elétrons em ligação; cada C–O usa 2 elétrons; O–H usa 2 elétrons → total de 10 em ligações.
– Restam 24 - 10 = 14 elétrons para pares isolados.
– Oxigênio da dupla ligação recebe 2 pares isolados (4 elétrons).
– Oxigênio ligado ao H recebe 2 pares isolados (4 elétrons).
– Oxigênio sem H e sem dupla recebe 3 pares isolados (6 elétrons).
Passo 5
Cálculo das cargas formais em cada átomo:
– Para o carbono: V=4, N=0, B=8 (dupla+duas simples)
Em realidade, o ânion bicarbonato apresenta duas estruturas-resonância equivalentes em que a dupla ligação e a carga negativa trocam de oxigênio. Mas em cada estrutura isolada, a distribuição de pares e cargas é como calculada acima.
Resposta
A estrutura de Lewis (uma das ressonantes) fica com:
– Carbono no centro, ligado por dupla ligação a um oxigênio (FC =0),
– ligado por simples a um oxigênio protonado (–O–H, FC =0),
– ligado por simples a um oxigênio com três pares isolados e carga formal –1.
As cargas formais são: \mathrm{C}:0, \mathrm{H}:0, \mathrm{O}_{\!=\!C}:0, \mathrm{O\!-\!H}:0, \mathrm{O}^-:-1.