1. Desenhe a estrutura de Lewis para os seguintes compostos:
g) { }^{+} \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5}

Passo 1

O enunciado pede: desenhar a estrutura de Lewis do íon { }^{+}\mathrm{C}_{2}\mathrm{H}_{5}.
Informações dadas:
  • 2 átomos de carbono ( \mathrm{C}).
  • 5 átomos de hidrogênio ( \mathrm{H}).
  • Carga total do íon: +1 (ou seja, falta 1 elétron no total).
O que devemos entregar: a estrutura de Lewis (ligações e, se houver, pares não-ligantes e cargas formais) do íon etil \mathrm{C_2H_5^+}.

Passo 2

Conceitos fundamentais (curto “aula” para fixar):
  • Cada átomo contribui com seus elétrons de valência para contarmos o total disponível.
    • \mathrm{C} tem 4 elétrons de valência.
    • \mathrm{H} tem 1 elétron de valência.
  • A carga do íon altera o número total de elétrons: para um íon com carga +1 subtrai-se 1 elétron do total neutro.
  • Regra do octeto: átomos de segunda linha (C, N, O, …) tendem a ter 8 elétrons ao seu redor (contando elétrons de ligação). Hidrogênio quer 2 (dueto).
  • Estruturas de Lewis geralmente colocam ligações simples C–C e C–H; depois checamos octetos e cargas formais.
  • Fórmula para carga formal de um átomo: \text{carga formal} = (\text{elétrons de valência do átomo}) - (\text{não-ligantes}) - \tfrac{1}{2}(\text{elétrons em ligações})éêáãéçõ

Passo 3

Contagem dos elétrons de valência totais (pegando os números do enunciado):
\text{elétrons totais} = 2\times 4\\ (\text{C}) + 5\times 1\\ (\text{H}) = 8 + 5 = 13.é
Como o íon tem carga +1, faltou um elétron:
\text{elétrons disponíveis para a estrutura} = 13 - 1 = 12.éí
Portanto devemos distribuir 12 elétrons como pares (ligações e/ou pares isolados).

Passo 4

Escolha da conectividade (esqueleto):
  • Hidrogênio só forma 1 ligação, então cada H será ligado a algum C.
  • Com 2 carbonos e 5 hidrogênios, a conectividade típica é um carbono ligado ao outro (C–C) e os 5 H distribuídos entre eles.
  • Uma distribuição natural é \mathrm{CH_3-CH_2}: um carbono com 3 H (CH _3) e o outro com 2 H (CH _2). Isso usa todos os 5 H e tem um único enlace C–C.
Justificativa prática: ligação C–C + 5 ligações C–H totalizam 6 ligações. Cada ligação consome 2 elétrons, logo 6\times 2 = 12 elétrons — exatamente o número disponível. Assim não sobra espaço para pares não-ligantes: todos os elétrons estarão em ligações.

Passo 5

Distribuição das ligações e verificação do octeto/dueto:
  • Ligações presentes: uma ligação C–C; três ligações C–H no carbono 1; duas ligações C–H no carbono 2. Total de ligações =1+3+2=6.
  • Cada ligação = 2 elétrons → 6\times2=12 elétrons usados, como esperado.
  • Contagem de elétrons ao redor de cada átomo:
    • Cada H tem 1 ligação → dueto satisfeito.
    • Carbono com 3 H (o CH _3): tem 4 ligações (3 C–H + 1 C–C) → 8 elétrons ao redor → octeto satisfeito.
    • Carbono com 2 H (o CH _2): tem 3 ligações (2 C–H + 1 C–C) → 6 elétrons ao redor → não completa octeto (sexteto). Isso indica deficiência eletrônica: é aí que recai a carga positiva do íon.

Passo 6

Cálculo das cargas formais (usando a fórmula; lembrar: valência do C = 4, do H = 1):
  • Para cada hidrogênio ligado por uma ligação simples: \text{carga formal}_\mathrm{H} = 1 - 0 - \tfrac{1}{2}(2) = 0.
  • Para o carbono do grupo \mathrm{CH_3} (quatro ligações): \text{carga formal}_{\mathrm{C (CH_3)}} = 4 - 0 - \tfrac{1}{2}(8) = 4 - 4 = 0.
  • Para o carbono do grupo \mathrm{CH_2} (três ligações): \text{carga formal}_{\mathrm{C (CH_2)}} = 4 - 0 - \tfrac{1}{2}(6) = 4 - 3 = +1.
Somando: 0 (CH _3 C) + +1 (CH _2 C) + 5\times 0 (H) = +1, que bate com a carga total do íon. Portanto a carga positiva está localizada no carbono que tem apenas três ligações (o carbono primário), que é o carbocátion etílico.

Passo 7

Como representar graficamente a estrutura de Lewis (sem pares isolados aqui): o íon etil é tipicamente escrito mostrando o carbono carregado positivamente com apenas três ligações. Uma forma compacta e comum é
[\mathrm{CH_3-CH_2}]^{+}
ou explicitando a carga no carbono:
\mathrm{CH_3-CH_2^{+}}.

Resposta

[\mathrm{CH_3-CH_2}]^{+}

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