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^-:
\underbrace{1}_{\text{H}} + \underbrace{4}_{\text{C}} + \underbrace{3\times6}_{\text{O}} + \underbrace{1}_{\text{carga\;extra}} = 24\text{ elétrons.}é

Passo 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 (dupl a+duas simples)
\text{FC}_\mathrm{C} = 4 - \bigl(0 + \tfrac{8}{2}\bigr) = 4 - 4 = 0.
– Para o hidrogênio:
V=1, N=0, B=2
\text{FC}_\mathrm{H} = 1 - \bigl(0 + \tfrac{2}{2}\bigr) = 1 - 1 = 0.
– Oxigênio duplamente ligado:
V=6, N=4, B=4
\text{FC}_{\mathrm{O}_{\!=\!C}} = 6 - \bigl(4 + \tfrac{4}{2}\bigr) = 6 - (4+2) = 0.
– Oxigênio ligado ao H (simples):
V=6, N=4, B=4
\text{FC}_{\mathrm{O\!-\!H}} = 6 - (4 + 2) = 0.
– Oxigênio simples sem H:
V=6, N=6, B=2
\text{FC}_{\mathrm{O}^-} = 6 - \bigl(6 + \tfrac{2}{2}\bigr) = 6 - (6+1) = -1.

Passo 6

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.

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