Dê a carga formal apropriada para cada átomo:

Passo 1

O enunciado pede: “Dê a carga formal apropriada para cada átomo” da molécula representada pelo SMILES \text{CC\text{(C)}C}. Informações dadas e interpretadas da cadeia SMILES:
\text{CC\text{(C)}C} corresponde ao isobutano (2‑metilpropano) com fórmula molecular \mathrm{C}_4\mathrm{H}_{10}.
Vou indexar os átomos de carbono como \mathrm{C}_1 \mathrm{C}_2 \mathrm{C}_4 com \mathrm{C}_3 sendo o ramo em \mathrm{C}_2. Assim, a conectividade é \mathrm{C}_1-\mathrm{C}_2(\mathrm{C}_3)-\mathrm{C}_4. Todos os hidrogênios estão ligados a esses carbonos para completar as valências.

Passo 2

O que é carga formal e como calculá‑la (aulas rápidas, sem complicar):
A carga formal de um átomo numa estrutura de Lewis é uma contasinha que nos diz se o átomo “colocou mais” ou “menos” elétrons do que teria isolado. A fórmula que vamos usar é
\text{FC} = V - \bigl(N_{\text{lone}} + \tfrac{1}{2}N_{\text{bond}}\bigr)
onde:
  • V é o número de elétrons de valência do átomo no estado isolado (por ex. carbono tem 4, hidrogênio tem 1);
  • N_{\text{lone}} é o número de elétrons não ligantes (em pares isolados) atribuídos ao átomo na estrutura de Lewis;
  • N_{\text{bond}} é o número total de elétrons envolvidos em ligações que tocam o átomo (cada ligação simples = 2 elétrons, dupla = 4, etc.).
    Explicação: dividimos os elétrons de ligação igualmente entre os dois átomos ligados, por isso aparece o fator \tfrac{1}{2}.

Passo 3

Valores de referência (que sempre usamos aqui):
V(\mathrm{C}) = 4,\qquad V(\mathrm{H}) = 1.
Em hidrocarbonetos simples como este, não há pares livres ( N_{\text{lone}}=0) nos átomos de carbono nem nos hidrogênios — todos os elétrons estão em ligações sigma.

Passo 4

Contagem de elétrons de ligação por átomo (observe a geometria da molécula):
  • Cada carbono metílico terminal ( \mathrm{C}_1,\mathrm{C}_3,\mathrm{C}_4) está ligado a três hidrogênios e a um carbono central: são 4 ligações simples → N_{\text{bond}} = 4\cdot 2 = 8 elétrons ligados a esse carbono.
  • O carbono central terciário ( \mathrm{C}_2) está ligado a três carbonos e a um hidrogênio: também são 4 ligações simples → N_{\text{bond}} = 8.
  • Cada hidrogênio tem 1 ligação simples → N_{\text{bond}} = 2.
  • Em todos esses átomos temos N_{\text{lone}} = 0.

Passo 5

Cálculo da carga formal para cada tipo de átomo (faça igual na prova — mostre os números):
Para um carbono com 4 ligações:
\text{FC}(\mathrm{C}) = 4 - \bigl(0 + \tfrac{1}{2}\cdot 8\bigr) = 4 - 4 = 0.
Para um hidrogênio:
\text{FC}(\mathrm{H}) = 1 - \bigl(0 + \tfrac{1}{2}\cdot 2\bigr) = 1 - 1 = 0.
Portanto cada carbono (tanto \mathrm{C}_1,\mathrm{C}_2,\mathrm{C}_3,\mathrm{C}_4) e cada hidrogênio têm carga formal zero.

Passo 6

Conclusão curta e animadora: em hidrocarbonetos saturados (como isobutano) todas as ligações são simples e os átomos normalmente têm carga formal zero — isso é intuitivo e facilita muito na hora da prova. Respira e confia: aqui tudo dá zero.

Resposta

\mathrm{C}_1: 0
\mathrm{C}_2: 0
\mathrm{C}_3: 0
\mathrm{C}_4: 0
cada \mathrm{H}: 0

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