Desenhe a estrutura de Lewis e dê o número de pares isolados do átomo central das seguintes moléculas:
\mathrm{H}_{2} \mathrm{SO}_{3} (o S é o átomo central e cada átomo de H está ligado a um átomo de O )

Passo 1

O enunciado pede a estrutura de Lewis de \mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{3} (ácido sulfuroso), em que o enxofre ( \mathrm S) é o átomo central e cada hidrogênio está ligado a um oxigênio. Vamos usar o conceito de estrutura de Lewis, isto é, contar elétrons de valência, montar o esqueleto da molécula, completar octetos e colocar os elétrons remanescentes no átomo central.

Passo 2

Contagem de elétrons de valência totais:
– Hidrogênio: \,1 elétron de valência cada, dois átomos \to 2\times 1=2 elétrons.
– Enxofre: \,6 elétrons de valência.
– Oxigênio: \,6 elétrons de valência cada, três átomos \to 3\times 6=18 elétrons.
Total = 2 + 6 + 18 = 26 elétrons de valência para distribuir.

Passo 3

Esqueleto da molécula:
\mathrm{S} no centro ligado a três oxigênios, e cada \mathrm{H} ligado a um destes \mathrm{O}.
Representamos inicialmente as ligações simples:
H– O– S– O– H
\quad\quad\quad\quad\vert
\quad\quad\quad\quad O

Passo 4

1. Cada ligação simples consome 2 elétrons. Temos duas ligações O–H ( 2\times 2=4 elétrons) e três ligações S–O simples ( 3\times 2=6 elétrons), totalizando 10 elétrons usados.
2. Distribuímos elétrons restantes ( 26-10=16) completando primeiro o octeto dos oxigênios externos:
– Os dois oxigênios ligados a H recebem mais 6 elétrons cada (três pares), mas já têm 2 na ligação O–H e 2 na ligação O–S, então cada um ganha mais 4 elétrons. Total para estes dois O: 2\times 4=8 elétrons.
– O oxigênio “sem H” recebe 4 elétrons de par livre para completar seu octeto (já tem duas ligações simples S–O \to 4 elétrons).
Após isso, usamos 8+4=12 elétrons, sobrando 16-12=4 elétrons.

Passo 5

Para melhorar a formalidade das cargas, convertemos uma das ligações S–O simples em dupla, consumindo 2 pares ( 4 elétrons). Agora:
– S tem três ligações sigma (duas simples e uma dupla) \to 6 elétrons de ligação e uma ligação pi (parte da dupla) \to total de 8 elétrons compartilhados em volta de S.
– Ainda restam 4-4=0 elétrons livres para distribuir.
Verificamos que todos os átomos externos têm octeto completo e S também alcança 8 elétrons com três ligações sigma e uma pi.
O enxofre recebe, portanto, exatamente um par isolado? Vamos recontar os elétrons consumidos por S:
– Ligações sigma: 3 pares \to 6 elétrons.
– Ligação pi: 1 par \to 2 elétrons.
Total usado em ligações: 8 elétrons. Como S tinha 6 de valência e precisou usar 8, sobra 6-8/2=2 elétrons (um par) não envolvidos em ligação.

Resposta

Estrutura de Lewis (cada “:” é um par de elétrons livres; cada traço “– ” ligação simples; “ =” ligação dupla):
\quad\quad\quad\quad :\ddot{O}: \quad\quad\quad\quad \vert \quad H\textendash O\textendash S: = \ddot{O}: \quad\quad\quad\quad \vert \quad\quad\quad\quad \ddot{O}\textendash H \quad\quad\quad\quad : :
O átomo central \mathrm{S} apresenta 1 par isolado.

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