Desenhe as estruturas de Lewis para as seguintes moléculas e íons, para cada um deles, calcule a carga formal de cada átomo. Quando possível mostre mais de uma estrutura possível e qual delas deve ser a real. Se for o caso, indique se a molécula apresenta ressonância e qual é o híbrido de ressonância dessa molécula. Para todas as espécies, faça a representação espacial pela teoria da repulsão dos pares de elétrons da camada de valência (VSEPR).
Passo 1
O enunciado pede a estrutura de Lewis de
, cálculo de carga formal em cada átomo, verificação de possíveis ressonâncias e a geometria segundo VSEPR. O conteúdo envolve contagem de elétrons de valência, distribuição de pares ligantes e não-ligantes, formal charge, ausência ou presença de ressonância e arranjo geométrico de pares eletrônicos.
Passo 2
Contamos os elétrons de valência: cada átomo de
contribui com
elétron e o oxigênio com
, totalizando
O oxigênio é o átomo central porque pode acomodar mais pares de elétrons e o hidrogênio só forma ligação simples.
Passo 3
Desenhamos o esqueleto ligando cada
ao
por ligações simples:
Cada ligação simples usa 2 elétrons, consumindo
elétrons dos
.
Passo 4
Com os
elétrons restantes, completamos o octeto do oxigênio como pares não-ligantes. Ficamos com três pares livres em
:
onde cada “
” é um par de elétrons não-ligante. O hidrogênio já tem seu dueto.
Passo 5
Calculamos a carga formal (
) em cada átomo pela fórmula
onde
é o número de elétrons de valência.
- Para cada
:
, não-ligantes , ligantes ,
- Para
:
, não-ligantes elétrons (2 pares), ligantes elétrons (2 ligações),
Todas as cargas formais são zero, conferindo estabilidade.
Passo 6
Não há possibilidade de outras estruturas de Lewis com cargas formais menores: o único arranjo satisfaz o octeto e dá cargas formais zero. Logo, não existe ressonância em
.
Passo 7
Pela teoria VSEPR, há quatro regiões de densidade eletrônica em torno de
(duas ligações
e dois pares livres). O arranjo eletrônico é tetraédrico, mas a forma molecular, considerando apenas átomos, é angular (ou “dobrado”), com ângulo
.
Resposta
A estrutura de Lewis de
é
com todas as cargas formais iguais a zero. Não há ressonância. A geometria VSEPR é angular (dobrado), derivada de uma distribuição tetraédrica de pares eletrônicos em torno do oxigênio, com ângulo de ligação de aproximadamente
.