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

Passo 1

O enunciado pede a estrutura de Lewis para a espécie \mathrm{OCl}, 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 \mathrm{OCl}. Não há outras informações sobre carga, então assumimos a espécie neutra \mathrm{OCl}.

Passo 2

Contagem de elétrons de valência (passo obrigatório em Lewis):
  • Oxigênio: \;6 elétrons de valência.
  • Cloro: \;7 elétrons de valência.
    Total de elétrons de valência disponíveis para desenhar a estrutura:
6 + 7 = 13\\ \text{elétrons}é
Comentário didático: o total é ímpar ( 13), 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 \;2 elétrons.
  • Para duas espécies ligadas (diatômica), começamos colocando uma ligação entre \mathrm{O} e \mathrm{Cl} e distribuímos os elétrons restantes como pares livres (lone pairs) para completar octetos quando possível.
  • Como temos 13 elétrons, após uma ligação simples restam 13-2=11 elétrons para distribuir como pares e possível elétron ímpar.
  • Lembrete de formal charge (carga formal), que ajuda a escolher entre formas: para um átomo,
\text{carga formal} = (\text{elétrons de valência do átomo}) - (\text{elétrons não-ligantes}) - \tfrac{1}{2}(\text{elétrons de ligação}).éêáéãéçã
Vou usar esse conceito para comparar estruturas possíveis.

Passo 4

Tentativa com ligação simples e distribuição dos 11 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 ( \bullet\mathrm{O}-\mathrm{Cl}):
  • Ligações: 1 ligação simples ( 2 elétrons).
  • Distribuição não-ligante: colocar 5 elétrons não-ligantes em \mathrm{O} (isso é, duas pares completos =4 mais 1 elétron ímpar) e 6 elétrons não-ligantes em \mathrm{Cl} (três pares). Soma: 5+6+2=13 elétrons — ok.
  • Contagem ao redor de cada átomo (para octeto): O tem 5 elétrons não-ligantes + 2 do par de ligação = 7 elétrons ao redor (octeto incompleto). Cl tem 6 não-ligantes + 2 da ligação = 8 (octeto completo).
  • Cargas formais: \text{FC}_\mathrm{O}=6-(5+\tfrac{1}{2}\cdot 2)=6-(5+1)=0,
\text{FC}_\mathrm{Cl}=7-(6+\tfrac{1}{2}\cdot 2)=7-(6+1)=0.
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 ( \mathrm{O}=\mathrm{Cl}\bullet):
  • Fazer uma ligação dupla consome 4 elétrons; restam 13-4=9 elétrons para pares e o elétron ímpar.
  • Distribuição: colocar 4 elétrons não-ligantes em O (dois pares) e 5 elétrons não-ligantes em Cl (dois pares completos + 1 elétron ímpar). Soma: 4+5+4=13 elétrons — ok.
  • Contagem ao redor para octeto: O tem 4 não-ligantes + 4 dos dois pares de ligação = 8 elétrons (octeto completo). Cl tem 5 não-ligantes + 4 das ligações = 9 elétrons (excede o octeto: expansão do octeto no cloro, possível pois cloro é do 3º período).
  • Cargas formais: \text{FC}_\mathrm{O}=6-(4+\tfrac{1}{2}\cdot 4)=6-(4+2)=0,
\text{FC}_\mathrm{Cl}=7-(5+\tfrac{1}{2}\cdot 4)=7-(5+2)=0.
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 13 elétrons e têm cargas formais razoáveis: (I) \bullet\mathrm{O}-\mathrm{Cl} (ligação simples, elétron ímpar no oxigênio) e (II) \mathrm{O}=\mathrm{Cl}\bullet (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): \mathrm{O}=\mathrm{Cl}\bulletDetalhe: \mathrm{O} tem dois pares isolados (4 elétrons) mais a ligação dupla (4 elétrons) → octeto completo; \mathrm{Cl} 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: \;0 em ambos.
  • Forma ressonante secundária (contribuição menor): \bullet\mathrm{O}-\mathrm{Cl}Detalhe: ligação simples; \mathrm{O} tem dois pares isolados + 1 elétron ímpar (5 elétrons não-ligantes) → total de 7 elétrons ao redor de \mathrm{O} (octeto incompleto); \mathrm{Cl} tem três pares isolados (6 elétrons) → octeto completo. Cargas formais: \;0 em ambos.
Conclusão qualitativa: a espécie neutra \mathrm{OCl} 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.

Resposta

\mathrm{O}=\mathrm{Cl}\bullet (forma principal: \mathrm{O} com dois pares isolados, \mathrm{Cl} com dois pares isolados + 1 elétron ímpar; cargas formais 0)
\bullet\mathrm{O}-\mathrm{Cl} (forma secundária: ligação simples, elétron ímpar no \mathrm{O}; cargas formais 0)

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