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
, o cálculo de carga formal em cada átomo, as possíveis estruturas (ressonantes ou com expansão de octeto), a escolha da forma real (híbrido de ressonância) e, por fim, a geometria molecular segundo VSEPR.
Passo 2
Contagem de elétrons de valência em
:
– tem
elétrons de valência.
– Cada tem
elétrons de valência, totalizando
.
Total elétrons que devemos distribuir.
–
– Cada
Total
Passo 3
Esqueleto básico:
.
. Faça duas ligações simples S–O (
elétrons usados).
. Restam
elétrons para pares livres.
. Complete o octeto de cada
com
elétrons (
pares) em cada um (usa mais
elétrons).
. Sobram
elétrons, formam um par livre no enxofre.
Nesse momento tem só
elétrons (octeto incompleto), então tenta-se formar ligações duplas para satisfazer o octeto do enxofre ou minimizar cargas formais.
Nesse momento
Passo 4
Estruturas sem expansão (S mantém
elétrons) geram dois casos de ressonância:
. Estrutura A:
– O ligado por ligação simples tem pares livres e carga formal
.
– O duplamente ligado tem pares livres e carga formal
.
– S tem par livre e duas ligações (uma simples e uma dupla), carga formal
.
. Estrutura B: idem, mas com dupla à esquerda e simples à direita.
Essas duas estruturas são ressonantes e o híbrido daria ligações S–O de ordem com cargas parciais
em S e
em cada O.
– O ligado por ligação simples tem
– O duplamente ligado tem
– S tem
Essas duas estruturas são ressonantes e o híbrido daria ligações S–O de ordem
Passo 5
Estrutura com expansão do octeto em S (permitida pelo período
):
– Formam-se duas ligações duplas (
elétrons nas ligações).
– Cada O recebe pares livres (
elétrons), totalizando
elétrons em cada octeto.
– Sobram elétrons que ficam como
par livre em S.
Essa configuração consome elétrons e dá carga formal zero em todos os átomos, sendo a forma de menor energia eletrônica.
– Formam-se duas ligações duplas
– Cada O recebe
– Sobram
Essa configuração consome
Passo 6
Escolha da forma real:
Como pode expandir o octeto, a melhor estrutura é aquela com duas ligações duplas e sem cargas formais. Em termos de ressonância de ligação dupla, há delocalização do par
sobre as duas S–O, mas não é necessário usar estruturas com cargas formais. O híbrido efetivo tem cada ligação S–O com ordem de ligação
, afinal de contas ligeiramente menor que
por repulsão do par livre em S.
Como
Passo 7
Geometria VSEPR para
:
– Átomos ligados a S: ; pares livres em S:
total de
regiões de densidade.
– Geometria de elétrons: trigonal plana; geometria molecular: angular (bent).
Ângulo aproximado (ligeiramente inferior a
pela repulsão extra do par livre).
– Átomos ligados a S:
– Geometria de elétrons: trigonal plana; geometria molecular: angular (bent).
Ângulo aproximado
Resposta
Estrutura de Lewis preferida: duas ligações duplas e um par livre em
, sem cargas formais, isto é,
com dois pares livres em cada
e um par livre em
. A molécula é angular (A
E), ângulo
.