Demonstre em todos os casos as estruturas utilizando a representação de Lewis.
Demonstre as possíveis fórmulas da ligação entre:
Mg e I
Demonstre as possíveis fórmulas da ligação entre:
Mg e I
Passo 1
O enunciado pede que eu demonstre, utilizando a representação de Lewis, todas as estruturas possíveis que envolvam ligação entre o magnésio e o iodo, e que mostre as possíveis fórmulas (ou espécies) de ligação entre
e
.
Informações dadas (explícitas ou implícitas) que vou usar:
e
são os átomos envolvidos. Preciso considerar as diferentes maneiras que eles podem se ligar (compostos neutros e espécies iônicas ou gasosas simples). Não há outra figura ou dado adicional.
Informações dadas (explícitas ou implícitas) que vou usar:
Passo 2
Contagem de elétrons de valência — primeiro passo obrigatório para qualquer estrutura de Lewis. Vou explicar como encontrar os elétrons de valência e aplicar aos dois átomos:
- Para qualquer átomo, os elétrons de valência correspondem aos elétrons na camada mais externa, geralmente igual ao número do grupo na tabela periódica (para elementos representativos).
- Para o magnésio:
pertence ao grupo 2 da tabela. Portanto tem elétrons de valência. Vou escrever isso em TeX:
- Para o iodo:
pertence ao grupo 17 (halogênios). Portanto tem elétrons de valência:
Esses números vão guiar como os elétrons são compartilhados ou transferidos nas estruturas de Lewis.
Passo 3
Regra do octeto e carga formal — conceitos que usamos para escolher a melhor estrutura de Lewis:
- Regra do octeto (uso prático): muitos átomos (principalmente da 2ª linha) tendem a ficar com 8 elétrons na camada externa. Átomos maiores como
seguem bem o octeto; átomos metálicos alcalino-terrosos ( ) frequentemente alcançam estabilidade perdendo elétrons (formando cátions). - Fórmula da carga formal (útil para comparar estruturas):
onde
= elétrons de valência do átomo isolado,
= elétrons não ligantes (pares isolados) atribuídos ao átomo na estrutura, e
= elétrons compartilhados em ligações (número total de elétrons em ligações envolvendo esse átomo). Vou usar essa fórmula para confirmar melhor as estruturas.
Passo 4
Construção da estrutura iônica mais comum:
com transferência eletrônica (representação típica em sólidos iônicos). Raciocínio passo a passo:
-
tem 2 elétrons de valência; cada quer 1 elétron para completar o octeto. Logo, realisticamente, o magnésio doa seus 2 elétrons, um para cada iodo. Isso leva às espécies:
- A fórmula resultante macroscópica é
(um e dois ). A representação de Lewis (íons separados) fica assim (cada com três pares isolados = 6 elétrons mais o par de ligação ganho = total 8; eu mostro pares como dois-pontos):
(ou escrito em linha)
- Calculando cargas formais para verificar consistência:
- Para cada
: , (três pares isolados), (um par de ligação ganho quando recebe 1 e-); . Mas como o iodo recebeu um elétron extra, representamos o íon como (a contagem de elétrons totais o torna com carga -1). Na prática, em Lewis para íon: mostra-se . - Para
: após perder 2 elétrons, não há pares isolados e a carga é : .
- Interpretação física curta (importante na prova): em estado sólido a ligação é majoritariamente iônica —
e em rede cristalina. Em Lewis isso é mostrado como transferência completa de elétrons.
Passo 5
Estrutura covalente possível para
(molécula isolada/gás): representação de ligações simples
- Alternativa de representação: desenhar
com cada iodo tendo três pares isolados. Em Lewis:
(escrito em TeX mais formal)
- Contagem de elétrons e cargas formais nesta representação covalente neutra:
- Para cada
: , (três pares isolados), (um par de ligação), então
- Para
: , , (duas ligações simples, cada uma com 2 elétrons), então
- Observação importante (didática): embora as cargas formais fiquem zero nessa representação, o magnésio não alcança o octeto (ele fica com apenas 4 elétrons ao redor). Isso é aceitável para elementos maiores/metalóides em algumas moléculas gasosas — porém, para metais alcalino-terrosos a forma iônica é energeticamente preferida em estados condensados (sólidos, soluções) porque perder 2 elétrons e formar
é favorecido por energias de rede/solvatação. Em prova: cite que admite representação covalente (molécula isolada) e iônica (sólido), explicando a diferença qualitativa.
Passo 6
Espécie diatômica
— existe? como representar em Lewis?
- Contagem rápida:
(2 e ) + (7 e ) → total elétrons de valência, um número ímpar. Para uma molécula neutra isso suggere uma espécie radical (um elétron não emparelhado) ou estruturas com cargas. Em Lewis desenhamos a ligação simples:
com o iodo tendo pares isolados. Mas para o magnésio, após formar uma ligação simples, ele terá apenas 2 elétrons de ligação (compartilhados), o que normalmente deixa o sistema com elétron desemparelhado no iodo ou resultando em
e
dependendo do estado eletrônico.
2. Interpretação prática: aparece em espectros de vapores e em química de altas temperaturas como espécie neutra ou radical, mas não é uma forma estável isolada em condições normais. Em Lewis, uma forma simples seria:
2. Interpretação prática:
ou considerar ionização parcial
. Em prova, o que vale é justificar por contagem de elétrons que
não segue facilmente o octeto e é menos comum que
.
Passo 7
Outras espécies com carga (menções rápidas e representação Lewis):
- Íon formado pelos constituintes mais estáveis:
e . Lewis:
- Catiões/dimérios gasosos como
ou podem ser observados em experimentos de massas/espectroscopia; suas representações de Lewis dependem da distribuição eletrônica, mas são especies menos relevantes em química de rotina. O procedimento para desenhar é sempre o mesmo: contar elétrons de valência, distribuir para dar preferencialmente octeto aos não-metais e calcular cargas formais.
Passo 8
Como usar essa técnica na prova (passo-a-passo prático e conciso — o truque que salva tempo):
- Conte elétrons de valência de cada átomo (
, ). - Some o total de elétrons do sistema (para
neutro: elétrons). - Faça esqueleto:
. Coloque pares isolados nos iodetos até completar 8 para cada I. Verifique quantos elétrons sobraram para ligações. - Calcule cargas formais com a fórmula dada para decidir se a estrutura é melhor representada como iônica (transferência completa) ou covalente (compartilhamento).
- Se o átomo central é um metal alcalino-terroso (como
), pense sempre primeiro em perda de elétrons (formação de ) e em íons para sólidos/soluções — isso resolve muita questão direto.