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
. Informações dadas e interpretadas da cadeia SMILES:
corresponde ao isobutano (2‑metilpropano) com fórmula molecular
.
Vou indexar os átomos de carbono como —
—
com
sendo o ramo em
. Assim, a conectividade é
. Todos os hidrogênios estão ligados a esses carbonos para completar as valências.
Vou indexar os átomos de carbono como
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
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
onde:
-
é o número de elétrons de valência do átomo no estado isolado (por ex. carbono tem , hidrogênio tem ); -
é o número de elétrons não ligantes (em pares isolados) atribuídos ao átomo na estrutura de Lewis; -
é o número total de elétrons envolvidos em ligações que tocam o átomo (cada ligação simples = elétrons, dupla = , etc.).
Explicação: dividimos os elétrons de ligação igualmente entre os dois átomos ligados, por isso aparece o fator.
Passo 3
Valores de referência (que sempre usamos aqui):
Em hidrocarbonetos simples como este, não há pares livres (
) 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 (
) está ligado a três hidrogênios e a um carbono central: são 4 ligações simples → elétrons ligados a esse carbono. - O carbono central terciário (
) está ligado a três carbonos e a um hidrogênio: também são 4 ligações simples → . - Cada hidrogênio tem 1 ligação simples →
. - Em todos esses átomos temos
.
Passo 5
Cálculo da carga formal para cada tipo de átomo (faça igual na prova — mostre os números):
Para um carbono com 4 ligações:
Para um carbono com 4 ligações:
Para um hidrogênio:
Portanto cada carbono (tanto
) 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
cada