- Determine a carga formal em SO3.
Passo 1
O enunciado pede: determinar a carga formal em
.
Informações dadas / que vamos usar:
Informações dadas / que vamos usar:
- Fórmula molecular:
(um átomo de enxofre e três de oxigênio). - Cada átomo de enxofre tem
elétrons de valência (configuração do grupo 16). - Cada átomo de oxigênio tem
elétrons de valência. - Total de elétrons de valência disponíveis:
.
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:
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:
onde
-
= número de elétrons de valência do átomo (tabela periódica), -
= número de elétrons não-ligantes (pares isolados) no átomo, -
= número total de elétrons envolvidos em ligações ao redor do átomo (ou seja, soma dos elétrons compartilhados).
Exemplo rápido (para fixar): oxigênio em
:
,
(duas pares isolados),
(duas ligações simples = 4 elétrons), então
Ficou claro? Ótimo — agora aplicamos isso ao
.
Passo 3
Construção da estrutura de Lewis de
(passo-a-passo).
- Colocamos o enxofre no centro e três oxigênios ao redor.
- Distribuímos elétrons para formar ligações e completar octetos, lembrando que
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(cada oxigênio ligado ao enxofre por uma dupla ligação). Verificação dos elétrons:
- Cada ligação dupla usa
elétrons. Três ligações duplas usam elétrons (ligações). - Dos
elétrons totais, sobram elétrons para pares isolados. Colocando esses elétrons como pares isolados nos três oxigênios dá exatamente 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 porduplas (total de elétrons ao redor de S — octeto expandido).
Passo 4
Verificação rápida do octeto e plausibilidade:
- Cada oxigênio:
elétrons não-ligantes + elétrons compartilhados na dupla ligação = elétrons → octeto completo. - Enxofre:
elétrons ao redor (octeto expandido) — isso é permitido para elementos do terceiro período e costuma ser a forma que minimiza cargas formais em .
Passo 5
Cálculo explícito das cargas formais usando a fórmula.
Para o enxofre ( ) na estrutura com três duplas:
Para o enxofre (
-
(elétrons de valência do S), -
(pares isolados em S na estrutura escolhida), -
(total de elétrons em ligações envolvendo S: duplas ).
Aplicando a fórmula:
Para cada oxigênio (
) ligado por dupla a S:
-
, -
(duas pares isolados = elétrons), -
(elétrons na dupla ligação com S).
Aplicando a fórmula:
Soma das cargas formais:
, 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
. - 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):
Cada oxigênio (O):
Cada oxigênio (O):