Escreva a estrutura de Lewis para cada um dos seguintes compostos, considerando que os octetos devem ficar completos. Se ocorrer ressonância, escreva todas as formas ressonantes possíveis.
OCl
OCl
Passo 1
O enunciado pede a estrutura de Lewis para a espécie
, considerando que os octetos devem ficar completos e, se houver ressonância, escrever todas as formas ressonantes possíveis.
Informações dadas: há dois átomos, oxigênio e cloro, ligados entre si formando a molécula/espécie . Não há outras informações sobre carga, então assumimos a espécie neutra
.
Informações dadas: há dois átomos, oxigênio e cloro, ligados entre si formando a molécula/espécie
Passo 2
Contagem de elétrons de valência (passo obrigatório em Lewis):
- Oxigênio:
elétrons de valência. - Cloro:
elétrons de valência.
Total de elétrons de valência disponíveis para desenhar a estrutura:
Comentário didático: o total é ímpar (
), então estamos diante de uma espécie com elétron ímpar — ou seja, um radical — e não será possível que ambos os átomos tenham simultaneamente oito elétrons ao redor contando pares de ligação, se insistirmos em apenas ligações simples e pares completos. Isso já indica que teremos que admitir um elétron não pareado (um radical) na estrutura.
Passo 3
Regra do octeto e disposição inicial (como proceder):
- Em ligações de Lewis, cada ligação simples usa
elétrons. - Para duas espécies ligadas (diatômica), começamos colocando uma ligação entre
e e distribuímos os elétrons restantes como pares livres (lone pairs) para completar octetos quando possível. - Como temos
elétrons, após uma ligação simples restam elétrons para distribuir como pares e possível elétron ímpar. - Lembrete de formal charge (carga formal), que ajuda a escolher entre formas: para um átomo,
Vou usar esse conceito para comparar estruturas possíveis.
Passo 4
Tentativa com ligação simples e distribuição dos
elétrons restantes: há duas maneiras principais de colocar o elétron ímpar (no oxigênio ou no cloro). Vou desenhar as duas possibilidades relevantes e calcular as cargas formais e o preenchimento do octeto.
Forma (I) — elétron ímpar no oxigênio e ligação simples (
):
- Ligações:
ligação simples ( elétrons). - Distribuição não-ligante: colocar
elétrons não-ligantes em (isso é, duas pares completos mais 1 elétron ímpar) e elétrons não-ligantes em (três pares). Soma: elétrons — ok. - Contagem ao redor de cada átomo (para octeto): O tem
elétrons não-ligantes + do par de ligação = elétrons ao redor (octeto incompleto). Cl tem não-ligantes + da ligação = (octeto completo). - Cargas formais:
Resultado: ambas cargas formais zero, mas o oxigênio tem somente 7 elétrons (octeto incompleto).
Forma (II) — tentativa com dupla ligação e elétron ímpar no cloro (
):
- Fazer uma ligação dupla consome
elétrons; restam elétrons para pares e o elétron ímpar. - Distribuição: colocar
elétrons não-ligantes em O (dois pares) e elétrons não-ligantes em Cl (dois pares completos + 1 elétron ímpar). Soma: elétrons — ok. - Contagem ao redor para octeto: O tem
não-ligantes + dos dois pares de ligação = elétrons (octeto completo). Cl tem não-ligantes + das ligações = elétrons (excede o octeto: expansão do octeto no cloro, possível pois cloro é do 3º período). - Cargas formais:
Resultado: ambas cargas formais zero, e agora o oxigênio tem o octeto completo — vantagem importante porque oxigênio é muito eletronegativo e prefere o octeto completo. O cloro fica com nove elétrons (expansão do octeto), o que é permitido para elementos do terceiro período em diante.
Passo 5
Interpretação e escolha das formas ressonantes:
- Temos pelo menos duas formas de Lewis que reproduzem os
elétrons e têm cargas formais razoáveis: (I) (ligação simples, elétron ímpar no oxigênio) e (II) (ligação dupla, elétron ímpar no cloro). - Ambas as formas têm soma de cargas formais zero; porém a forma (II) é geralmente considerada a contribuição majoritária porque completa o octeto do oxigênio (átomo mais eletronegativo e pequeno), o que é energeticamente favorável. A forma (I) deixa o oxigênio com apenas 7 elétrons, o que é menos estável. Portanto a estrutura real é uma mistura (ressonância) com maior peso para a forma com dupla ligação e elétron no cloro.
- Observação didática: apesar de chamarmos isso de “ressonância”, as duas formas não são equivalentes — a verdadeira descrição eletrônica é um híbrido, mas ponderado mais para a forma que satisfaz o octeto do oxigênio.
Passo 6
Desenho final (descrição das formas de Lewis e número de pares/ elétron ímpar em cada átomo):
- Forma ressonante principal (maior contribuição):
Detalhe: tem dois pares isolados (4 elétrons) mais a ligação dupla (4 elétrons) → octeto completo; tem dois pares isolados (4 elétrons) e mais um elétron ímpar (1 elétron), além da dupla ligação, totalizando 9 elétrons ao redor do cloro (expansão do octeto). Cargas formais: em ambos. - Forma ressonante secundária (contribuição menor):
Detalhe: ligação simples; tem dois pares isolados + 1 elétron ímpar (5 elétrons não-ligantes) → total de elétrons ao redor de (octeto incompleto); tem três pares isolados (6 elétrons) → octeto completo. Cargas formais: em ambos.
Conclusão qualitativa: a espécie neutra
é um radical (tem um elétron não pareado). As duas formas acima são as formas de Lewis que descrevem essa distribuição; a com a dupla ligação e o elétron ímpar no cloro é a mais importante porque completa o octeto do oxigênio.