Determine as cargas formais de todos os átomos presentes nas seguintes espécies:
e
.
Passo 1
Então, o exercício pede pra gente achar as cargas formais de todos os átomos em cinco espécies:
- H₂O
- CO₂
- NH₄⁺
- POCl₃
- NO₃⁻
Conteúdo: carga formal em química (moléculas, íons, estrutura de Lewis).
O que vamos precisar:
O que vamos precisar:
- Número de elétrons de valência de cada átomo.
- Desenhar (ou imaginar) a estrutura de Lewis com ligações e pares isolados.
- Usar a fórmula da carga formal:
Onde
é o nº de elétrons de valência do átomo.
A partir do próximo passo, vamos calcular.
Passo 2
Espécie: H₂O
- Valência: O → 6 e cada H → 1.
- Estrutura de Lewis: O no centro com 2 ligações simples a H e 2 pares isolados.
- Carga formal no O:
- Elétrons não ligantes = 4 (dois pares)
- Elétrons ligantes = 4 (duas ligações × 2 e⁻)
- Cada H:
- V = 1, não ligantes = 0, ligantes = 2
Passo 3
Espécie: CO₂
- Valência: C → 4, O → 6.
- Lewis: O=C=O, cada ligação dupla e cada O com 2 pares isolados.
- Carga formal no C: não isolantes = 0, ligantes = 8 (4 ligações)
- Cada O (dupla ligação): não ligantes = 4, ligantes = 4
Passo 4
Espécie: NH₄⁺
- Valência: N → 5, H → 1.
- Lewis: N no centro com 4 ligações simples a H, sem pares isolados. Como é íon +1, total de elétrons uma unidade a menos.
- N: não ligantes = 0, ligantes = 8
- Cada H:
Passo 5
Espécie: POCl₃
- Valência: P → 5, O → 6, Cl → 7.
- Lewis: P central, dupla ligação P=O (um par isolado no O), e três ligações simples a Cl (cada Cl com 3 pares isolados). P sem pares isolados.
- P: não ligantes = 0, ligantes = 10 (1 dupla = 4e⁻ + 3 simples = 6e⁻)
- O (dupla): não ligantes = 4, ligantes = 4
- Cada Cl: não ligantes = 6, ligantes = 2
Passo 6
Espécie: NO₃⁻
- Valência: N → 5, O → 6. Carga total = –1.
- Lewis e ressonância: uma estrutura tem N com uma ligação dupla e duas simples a O. Cada O simples tem 3 pares isolados; O duplo tem 2 pares.
- N: não ligantes = 0, ligantes = 8
- O duplo: não ligantes = 4, ligantes = 4
- Cada O simples: não ligantes = 6, ligantes = 2
Como há 3 estruturas de ressonância equivalentes, esse padrão se espalha pelos três O, mas em cada desenho dois O ficam com –1 e um com 0.
Resposta
H₂O: O→0; H→0
CO₂: C→0; O→0
NH₄⁺: N→+1; H→0
POCl₃: P→0; O→0; Cl→0
NO₃⁻ (ressonâncias): N→+1; um O (duplo)→0; dois O (simples)→–1
CO₂: C→0; O→0
NH₄⁺: N→+1; H→0
POCl₃: P→0; O→0; Cl→0
NO₃⁻ (ressonâncias): N→+1; um O (duplo)→0; dois O (simples)→–1