Desenhe ao menos duas estruturas de Lewis possíveis para cada molécula abaixo (desconsiderando e considerando ligações múltiplas), e determine a carga forma de cada átomo em cada estrutura desenhada.
SO4 ^2-

Passo 1

O enunciado pede para desenhar ao menos duas estruturas de Lewis para o íon SO4^2-: uma desprezando ligações múltiplas (ou seja, só ligações simples) e outra incluindo ligações duplas, e em cada caso determinar a carga formal de cada átomo. O conteúdo envolvido é distribuição de elétrons em estruturas de Lewis e cálculo de carga formal.

Passo 2

Determinar o número total de elétrons de valência em SO4^2-.
Enxofre: 6 elétrons; quatro oxigênios: 4times6=24 elétrons; carga -2: 2 elétrons extras.
Total de elétrons de valência =6+24+2=32 elétrons, isto é, 16 pares de elétrons.

Passo 3

Estrutura sem ligações múltiplas:
1) Esqueleto: átomo de enxofre central ligado a quatro oxigênios por ligações simples. Cada ligação simples consome um par de elétrons; são 4 ligações to 4 pares.
2) Restam 16-4=12 pares de elétrons, que são distribuídos como pares isolados nos oxigênios, completando o octeto de cada um com exatamente três pares isolados. O enxofre já tem 8 elétrons ao redor (quatro ligações simples).

Passo 4

Cálculo das cargas formais na estrutura sem múltiplas:
Para cada oxigênio:
carga formal = V - N - tfrac12B =6 - 6 - tfrac12,(2)=6-6-1=-1
Para o enxofre:
carga formal =6 - 0 - tfrac12,(8)=6-4=+2
Logo, cada O tem carga formal -1 e o S tem +2, somando -2.

Passo 5

Estrutura com ligações múltiplas (duas ligações duplas):
1) Mantém o enxofre central e quatro oxigênios. Faz-se duas ligações duplas S=O e duas ligações simples S–O, totalizando 2times2 + 2times1=6 pares de elétrons de ligação (usando 12 elétrons) e sobra espaço para pares isolados.
2) Nos oxigênios com ligação dupla: coloca-se dois pares isolados; nos oxigênios com ligação simples: três pares isolados. O enxofre fica com 12 elétrons em torno (octeto expandido).

Passo 6

Cálculo das cargas formais na estrutura com duplas:
Para cada oxigênio duplamente ligado:
6 - 4 - tfrac12,(4)=6-4-2=0
Para cada oxigênio simplesmente ligado:
6 - 6 - tfrac12,(2)=6-6-1=-1
Para o enxofre:
6 - 0 - tfrac12,(12)=6-6=0
Assim, os oxigênios com ligação dupla têm carga formal 0, os oxigênios com ligação simples têm -1 (dois deles), e o enxofre fica com carga formal 0, somando ao total -2.

Resposta

Estrutura 1 (só ligações simples):
S central ligado a quatro O por ligações simples; cada O tem três pares isolados e carga formal -1; S tem carga formal +2.
Estrutura 2 (com ligações duplas):
S central ligado a dois O por ligações duplas (cada O com dois pares isolados, carga formal 0) e a dois O por ligações simples (cada O com três pares isolados, carga formal -1); S tem carga formal 0.

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