Desenhe a estrutura de Lewis de
;
Passo 1
O enunciado pede: desenhar a estrutura de Lewis do composto
.
Informações dadas/óbvias a partir do enunciado:
Informações dadas/óbvias a partir do enunciado:
- Fórmula:
(um átomo de silício e dois de oxigênio). - Quer-se a estrutura de Lewis (disposição de ligações e pares eletrônicos, com atenção a octetos e cargas formais).
Passo 2
Contagem dos elétrons de valência (passo fundamental para qualquer estrutura de Lewis). Explico como contar:
- O número de elétrons de valência de um átomo é o número de elétrons na camada externa que participam das ligações.
- Para o silício,
, o número de elétrons de valência é . - Para o oxigênio,
, o número de elétrons de valência é .
Agora a soma total para:
Portanto temos
elétrons de valência para distribuir.
Passo 3
Escolha do esqueleto (colocar os átomos em disposição inicial):
- Regra prática: o átomo menos eletronegativo ou o átomo que aparece uma vez costuma ficar no centro. Aqui o
fica no centro e os dois ao redor. - Começamos ligando
a cada com ligações simples. Cada ligação simples consome elétrons.
Quantidade de elétrons usados nas duas ligações simples:
Restam
elétrons para distribuir como pares isolados (lone pairs).
Passo 4
Distribuição inicial dos pares isolados e checagem de octeto:
- Colocando os
elétrons restantes nos oxigênios para completar seus octetos, cada oxigênio recebe elétrons (três pares isolados), porque já tem 1 ligação (2 elétrons) com o silício. Assim os oxigênios teriam octeto completo. - Essa configuração (com duas ligações simples Si–O e cada O com três pares solitários) usa todos os
elétrons.
Agora é importante checar as cargas formais para ver se essa estrutura é boa.
Passo 5
Cálculo das cargas formais na estrutura com ligações simples (para ver se precisamos melhorar):
- Lembrete rápido: a carga formal é
.
Calcule para cada átomo: - Para cada
: valência ; não ligantes (três pares); elétrons ligantes (uma ligação simples).
- Para
: valência ; não ligantes ; elétrons ligantes (duas ligações simples).
Resultado: as CFs seriam
em
e
em cada
. Embora a soma seja zero, ter carga formal
no Si e
em cada O é geralmente uma estrutura menos estável; procuramos reduzir as cargas formais, preferindo CF próximas de zero.
Passo 6
Melhorando a estrutura reduzindo cargas formais (formação de ligações múltiplas):
- Estratégia: transformar pares isolados dos oxigênios em ligações adicionais com Si, formando duplas ligações
. Cada conversão de um par isolado em uma ligação reduz a carga formal do oxigênio (tornando-a menos negativa) e reduz a carga positiva no silício. - Se convertemos um par isolado de cada oxigênio em uma ligação com Si, obtemos duas ligações duplas:
.
Verificação de elétrons: agora temos duas ligações duplas, total de elétrons em ligaçõeselétrons, e cada oxigênio conserva pares isolados ( elétrons cada), totalizando elétrons de pares isolados; elétrons — coerente com a contagem inicial.
Calcule as cargas formais nesta configuração: - Para cada
em ligação dupla: valência ; elétrons não ligantes (dois pares); elétrons ligantes (dupla).
- Para
: valência ; não ligantes ; elétrons ligantes (duas duplas).
Portanto todas as cargas formais são
, o que indica uma estrutura muito razoável.
Passo 7
Checagens finais e observações didáticas:
- Octeto: cada oxigênio tem
elétrons (duas do par ligado + seis dos pares isolados? No desenho final tem duas pares isolados + duas ligações = ). O silício também fica com elétrons no total (quatro pares compartilhados pelas duas duplas) — embora seja do terceiro período e possa expandir octeto, aqui satisfaz o octeto com duplas. - Geometria (breve): a estrutura com duas ligações duplas ao redor de Si tende a ser linear (ângulo
) pela repulsão entre os pares ligantes — isso concorre com o conhecido fato de que a molécula isolada é linear. - Observação importante do mundo real: no estado sólido
forma uma rede covalente (por exemplo quartzo) e não existe como uma molécula discreta simples; porém para a representação de Lewis da unidade isolada a melhor estrutura é a com duplas ligações descrita acima.