5-Desenhe as estruturas de Lewis das seguintes moléculas, incluindo a atribuição de quaisquer cargas aos átomos (a ordem na qual os átomos estão ligados é dada entre parênteses, quando não fica evidente a partir da fórmula comumente escrita):
.
Passo 1
O enunciado pede para desenharmos as estruturas de Lewis de oito espécies diferentes e atribuirmos as cargas formais aos átomos. Para isso, vamos usar o seguinte conteúdo de química de ligantes:
- Contar os elétrons de valência de cada átomo e o total por espécie (incluindo cargas).
- Montar o esqueleto ligante (quem fica no centro, quem é terminal).
- Distribuir ligações (pares compartilhados) e pares isolados até satisfazer (na medida do possível) a regra do octeto.
- Calcular e atribuir as cargas formais para obter a melhor distribuição.
Passo 2
Procedimento geral para cada espécie:
- Calcular
, o número de elétrons de valência somando os átomos e ajustando pela carga global. - Desenhar o esqueleto ligante (átomo central e derivações).
- Atribuir pares de ligação (cada ligação simples gasta 2 e–).
- Distribuir os pares restantes como pares isolados primeiro nos terminais, depois no central, buscando o octeto.
- Calcular a carga formal de cada átomo pela fórmula
onde
é elétrons de valência no átomo isolado,
elétrons de ligação e
elétrons não ligantes.
6. Ajustar, se necessário, trocando pares isolados por ligações múltiplas para minimizar cargas formais.
6. Ajustar, se necessário, trocando pares isolados por ligações múltiplas para minimizar cargas formais.
Passo 3
Espécie SO
- Átomos: S (6 e–), O (6 e–) →
. - Esqueleto: S–O.
- Se usássemos ligação simples sobrariam 10 e– e o octeto não se fecha bem. Usamos dupla ligação:
(4 e–), restam 8 e–. - Distribuímos 2 pares em O e 1 par em S: O (2 lp), S (1 lp).
- Cargas formais: S:
FC ; O: .
Passo 4
Espécie F
O (FOF)
- Átomos: O (6 e–)
F ( e–) e–. - Esqueleto: F–O–F (2 ligações simples gastam 4 e–).
- Restam 16 e– para pares isolados. Cada F recebe 3 lp (6 e– cada)
e–; O recebe 2 lp (4 e–). - Octetos completos; FC em todos
.
Passo 5
Espécie F
B–NH
- Soma dos elétrons: B (3 e–)
F ( e–) + N (5 e–) H ( e–) e–. - Montamos BF
(B central ligado a três F) e NH (N ligado a três H). O N doa seu par para B, formando ligação coordenada N→B. - Em BF
: cada ligação B–F usa 2 e–. Em NH : cada N–H usa 2 e–. Ao total gastamos e–. Restam 14 e–; distribuem-se como pares isolados em F e H. - Depois da coordenação, B fica com 4 ligações e 0 lp; N com 4 ligações e 0 lp.
- FC: B:
, mas como é receptor o par fica contado a favor de B, então na prática . N: , compensado pela doação, resulta . (As F e H têm FC .)
Passo 6
Espécie
(H
COH
)
- Soma de elétrons: C(4) + O(6)
H( ) − 1 (carga +) − e–. - Esqueleto: CH
–O–H . Ligações simples: 4 C–H C–O O–H ligações e–. Não sobram pares isolados para outras ligações. - O tem 1 lp sobrando (2 e–) antes da protonação; depois de receber H
, fica com 1 lp. - FC: O:
. C e H têm FC .
Passo 7
Espécie
(Cl
–
)
- C(4) + O(6)
Cl( ) e–. - Esqueleto: Cl–C–Cl +
. Ligações: (C–Cl) + ( duplo) ligações e–. Restam 16 e–. - Cada Cl recebe 3 lp (6 e– cada
e–) e O recebe 2 lp (4 e–). Todos têm octeto. - FC em todos
.
Passo 8
Espécie
- C(4) + N(5)
e– e–. - Esqueleto: C–N. Para octeto usamos tripla ligação (6 e–)
e– como 1 lp em C e 1 lp em N. - FC: C:
; N: .
Passo 9
Espécie
- Dois C(
) e– e–. Igual ao N , forma-se tripla ligação (6 e–) e– como 1 lp em cada C. - FC em cada C:
, totalizando carga .
Resposta
- SO:
com S tendo 1 lp e O tendo 2 lp; FC(S) , FC(O) . - F
O: F–O–F com cada F 3 lp, O 2 lp; FC em todos. - F
B–NH : ligação coordenada N→B; B com quatro ligações (0 lp) e FC , N com quatro ligações (0 lp) e FC . - CH
OH : CH –O(H) com O 1 lp; FC(O) . - Cl
: Cl–C(=O)–Cl, cada Cl 3 lp, O 2 lp; FC em todos. - CN
: :C≡N:⁻ com 1 lp em C e 1 lp em N; FC(C)=−1, FC(N) . - C
: :C≡C: com 1 lp em cada C; FC(C)=−1 em cada átomo.