1. Determine a carga formal em SO3.

Passo 1

O enunciado pede: determinar a carga formal em \mathrm{SO_3}.
Informações dadas / que vamos usar:
  • Fórmula molecular: \mathrm{SO_3} (um átomo de enxofre e três de oxigênio).
  • Cada átomo de enxofre tem \,6 elétrons de valência (configuração do grupo 16).
  • Cada átomo de oxigênio tem \,6 elétrons de valência.
  • Total de elétrons de valência disponíveis: \,6 + 3\cdot6 = 24.

Passo 2

O que é carga formal e como calcular (aula rapidinha e prática).
Definição: a carga formal de um átomo em uma estrutura de Lewis é a diferença entre o número de elétrons que o átomo teria isolado (elétrons de valência) e o número de elétrons que “lhe pertencem” na estrutura de Lewis, contando metade dos elétrons das ligações para o átomo. A fórmula é:
\text{FC} = V - N - \frac{B}{2}
onde
  • V = número de elétrons de valência do átomo (tabela periódica),
  • N = número de elétrons não-ligantes (pares isolados) no átomo,
  • B = número total de elétrons envolvidos em ligações ao redor do átomo (ou seja, soma dos elétrons compartilhados).
Exemplo rápido (para fixar): oxigênio em \mathrm{H_2O}: V=6, N=4 (duas pares isolados), B=4 (duas ligações simples = 4 elétrons), então
\text{FC} = 6 - 4 - \frac{4}{2} = 0.
Ficou claro? Ótimo — agora aplicamos isso ao \mathrm{SO_3}.

Passo 3

Construção da estrutura de Lewis de \mathrm{SO_3} (passo-a-passo).
  1. Colocamos o enxofre no centro e três oxigênios ao redor.
  2. Distribuímos elétrons para formar ligações e completar octetos, lembrando que \mathrm{S} pode expandir o octeto (é do terceiro período).
    Uma estrutura que usa todos os elétrons e deixa cargas formais baixas é a com três ligações duplas \mathrm{S=O} (cada oxigênio ligado ao enxofre por uma dupla ligação). Verificação dos elétrons:
  • Cada ligação dupla usa \,4 elétrons. Três ligações duplas usam \,3\cdot4 = 12 elétrons (ligações).
  • Dos \,24 elétrons totais, sobram 24-12=12 elétrons para pares isolados. Colocando esses 12 elétrons como pares isolados nos três oxigênios dá exatamente 4 elétrons (duas pares) em cada oxigênio.
    Resultado: cada oxigênio tem duas pares isolados + uma dupla ligação com S; enxofre não tem pares isolados e está rodeado por 3 duplas (total de 12 elétrons ao redor de S — octeto expandido).

Passo 4

Verificação rápida do octeto e plausibilidade:
  • Cada oxigênio: 4 elétrons não-ligantes + 4 elétrons compartilhados na dupla ligação = 8 elétrons → octeto completo.
  • Enxofre: 12 elétrons ao redor (octeto expandido) — isso é permitido para elementos do terceiro período e costuma ser a forma que minimiza cargas formais em \mathrm{SO_3}.

Passo 5

Cálculo explícito das cargas formais usando a fórmula.
Para o enxofre ( \mathrm{S}) na estrutura com três duplas:
  • V = 6 (elétrons de valência do S),
  • N = 0 (pares isolados em S na estrutura escolhida),
  • B = 12 (total de elétrons em ligações envolvendo S: 3 duplas \times 4 = 12).
    Aplicando a fórmula:
\text{FC}_\mathrm{S} = 6 - 0 - \frac{12}{2} = 6 - 6 = 0.
Para cada oxigênio ( \mathrm{O}) ligado por dupla a S:
  • V = 6,
  • N = 4 (duas pares isolados = 4 elétrons),
  • B = 4 (elétrons na dupla ligação com S).
    Aplicando a fórmula:
\text{FC}_\mathrm{O} = 6 - 4 - \frac{4}{2} = 6 - 4 - 2 = 0.
Soma das cargas formais: \, \text{FC}_\mathrm{S} + 3\cdot\text{FC}_\mathrm{O} = 0 + 3\cdot0 = 0, que coincide com a carga total neutra da molécula.

Passo 6

Observações finais e interpretação (pra te deixar confiante na prova).
  • A estrutura com três ligações duplas dá carga formal zero para todos os átomos; por isso é a representação de Lewis preferida (mais estável, sem separação de cargas).
  • Existem três estruturas ressonantes equivalentes (as duplas podem ser “rotacionadas” entre os oxigênios), mas em todas elas as cargas formais dos átomos continuam sendo 0.
  • Alternativas com ligações simples e cargas nas oxigênios e no enxofre resultam em cargas formais não nulas e são menos favoráveis energeticamente.

Resposta

Enxofre (S): 0
Cada oxigênio (O): 0

Exercícios relacionados