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.
Passo 1
O ozônio tem três átomos de oxigênio e, portanto, elétrons de valência. Para desenhar estruturas de Lewis precisamos: . Distribuir esses elétrons de modo a satisfazer, quando possível, a regra do octeto em cada oxigênio. . Se surgirem estruturas diferentes (com ou sem ligações múltiplas), calcular a carga formal de cada átomo segundo
onde é o número de elétrons de valência do átomo isolado, é o número de elétrons não ligantes e é o número de elétrons envolvidos em ligações.
Passo 2
Tentar usar apenas ligações simples () e satisfazer o octeto em cada átomo exigiria elétrons (duas ligações simples consomem elétrons, e para completar octeto seriam necessários elétrons no oxigênio central e elétrons nos terminais, totalizando elétrons de valência; até ajustando pares sobrariam elétrons). Como só temos , não é possível atender à regra do octeto usando somente ligações simples sem sobrar ou faltar elétrons. Concluímos que é necessário usar uma ligação dupla em alguma das extremidades.
Passo 3
Estrutura (dupla `a esquerda):
Aqui O1 e O2 formam liga\c{c}~ao dupla, e O2 e O3 liga\c{c}~ao simples. Cada par de pontos representa um par de el’etrons n~ao ligantes.]
Passo 4
Cálculo das cargas formais na Estrutura 1:
Para o oxigênio duplamente ligado (O1): V=6, elétrons não ligantes =4, elétrons em ligações =4 (dupla) CF(O1)=6-l(4 + tfrac12cdot4r)=6-(4+2)=0
Para o oxigênio central (O2): V=6, elétrons não ligantes =2, elétrons em ligações =6 (dupla+simples) CF(O2)=6-l(2 + tfrac12cdot6r)=6-(2+3)=+1
Para o oxigênio terminal ligado por simples (O3): V=6, elétrons não ligantes =6, elétrons em ligações =2 CF(O3)=6-l(6 + tfrac12cdot2r)=6-(6+1)=-1
Passo 5
Estrutura 2 (dupla `a direita), que 'e an’aloga `a anterior mas espelhada:
Os c’alculos de carga formal s~ao exatamente os mesmos, s’o que agora o oxig^enio duplamente ligado (CF =0) est’a em O3, o central continua com CF +1 e o terminal de liga\c{c}~ao simples tem CF -1.]
Resposta
Duas estruturas-ressonância de O3 com ligações múltiplas:
(a) O1=O2O3 com cargas formais
CF(O1)=0,CF(O2)=+1,CF(O3)=-1
(b) O1O2=O3 com cargas formais
CF(O1)=-1,CF(O2)=+1,CF(O3)=0
Não existe estrutura válida atendendo ao octeto usando apenas ligações simples.