Escreva uma estrutura de Lewis para cada um dos seguintes compostos:
(h)
(h)
Passo 1
Enunciado: escrever a estrutura de Lewis para o composto
.
Informações dadas:
contém os átomos: dois
, um
e três
.
Não há outras informações explícitas (como geometria), então usaremos apenas a fórmula e as regras gerais de estrutura de Lewis (contagem de elétrons, ligação entre átomos, distribuição de pares não ligantes e verificação de octeto/cargas formais).
Não há outras informações explícitas (como geometria), então usaremos apenas a fórmula e as regras gerais de estrutura de Lewis (contagem de elétrons, ligação entre átomos, distribuição de pares não ligantes e verificação de octeto/cargas formais).
Passo 2
Contar os elétrons de valência totais (regra básica de estruturas de Lewis).
- Cada
tem elétron de valência, então os dois dão elétrons. - O
tem elétrons de valência. - Cada
tem elétrons de valência, então três dão elétrons.
Total de elétrons de valência:
Passo 3
Escolher a conectividade (esqueleto) plausível sem ainda distribuir elétrons.
Regras simples para isso:
Regras simples para isso:
- Átomos de hidrogênio formam sempre 1 ligação (não são centrais).
- Carbono costuma ser o átomo central em compostos orgânicos, pois faz até 4 ligações.
- Oxigênios costumam ficar em volta do carbono.
Dado que temos dois hidrogênios, a conectividade mais sensata é que os doisestejam ligados a oxigênios (grupos ), e o ligado aos três . Assim o esqueleto é:
com um terceiro oxigênio ligado ao carbono (formando algo como
). Em palavras:
ligado a três
; dois desses
carregam cada um um
(são
).
Passo 4
Colocar ligações simples e subtrair os elétrons usados.
Cada ligação simples usa 2 elétrons.
Cada ligação simples usa 2 elétrons.
- Ligações
: há 3 ligações C–O → elétrons. - Ligações
: há 2 ligações O–H → elétrons.
Total já usado em ligações simples:
Elétrons restantes para atribuir como pares não ligantes:
Passo 5
Distribuir os elétrons restantes como pares não ligantes, começando pelos átomos mais externos (os oxigênios).
Objetivo: tentar completar o octeto dos átomos externos primeiro.
Objetivo: tentar completar o octeto dos átomos externos primeiro.
- Cada oxigênio que está ligado a
e ao já tem 2 ligações (4 elétrons em ligações), precisa de mais 4 elétrons (2 pares) para completar octeto. São dois oxigênios assim, então precisamos de elétrons. - O oxigênio que está apenas ligado ao
por uma ligação simples tem apenas 1 ligação (2 elétrons), precisa de mais 6 elétrons (3 pares) para completar seu octeto.
Somando:
Isso consome todos os elétrons restantes. Depois dessa distribuição, cada oxigênio terá pares não ligantes suficientes, mas o carbono estará ligado a três oxigênios por ligações simples, ou seja, o carbono teria apenas 6 elétrons ao redor (não completa octeto).
Passo 6
Garantir o octeto do carbono formando ligações múltiplas se necessário.
- Depois da distribuição anterior o carbono tem apenas 3 ligações simples (6 elétrons) → octeto incompleto.
- Regra prática: convertemos um par não ligante de um oxigênio adjacente em um par compartilhado (ligação dupla) com o carbono até que o carbono tenha 8 elétrons.
- O oxigênio que não está ligado a
(o “oxigênio isolado”) é o candidato natural para formar a ligação dupla com o carbono (isso evita cargas formais e é consistente com estruturas conhecidas de ácidos carboxílicos/carbonatos).
Assim fazemos uma ligação duplaentre esse oxigênio e o carbono, convertendo um par de elétrons não ligantes desse oxigênio em par ligante adicional.
Passo 7
Verificar octetos e cargas formais.
Após formar a dupla ligação :
Após formar a dupla ligação
- Carbono tem agora 4 pares compartilhados ao todo (uma dupla + duas simples) → 8 elétrons ao redor → octeto satisfeito.
- Cada oxigênio do tipo
tem 2 pares não ligantes + 2 ligações (uma a C e uma a H) → octeto satisfeito. - O oxigênio duplamente ligado (
) tem 2 pares não ligantes + uma ligação dupla → octeto satisfeito.
Calcular cargas formais (fórmula: carga formal = valência livre − (não-ligantes + 1/2·ligantes)): - Para
: valência 4, recebe metade das 8 elétrons de ligação = 4 → carga formal . - Para cada
: valência 6, não-ligantes 4 elétrons + metade das ligações = total 6 → carga formal . - Para cada
: valência 1, metade da ligação (1) → carga formal .
Portanto todas as cargas formais são zero — estrutura ótima.
Passo 8
Resumo didático do que aprendemos e como aplicar rápido na prova
- Conte os elétrons de valência (soma).
- Faça o esqueleto: H ligados a O, C central ligado aos O.
- Coloque ligações simples, subtraia elétrons usados.
- Distribua pares não ligantes nos átomos externos para completar octetos.
- Se o átomo central não tiver octeto, converta pares não ligantes de átomos vizinhos em ligações duplas/triplas até completar o octeto.
- Verifique cargas formais; escolha a estrutura com cargas formais mínimas.
No caso deseguimos exatamente esses passos e obtivemos uma estrutura sem cargas formais, com um e dois grupos .
Resposta
onde o oxigênio da ligação dupla
possui dois pares não ligantes e cada oxigênio dos grupos
possui dois pares não ligantes (todas as cargas formais iguais a
).