Escreva a estrutura de Lewis para cada uma das substâncias/espécies abaixo. (Atenção: Não se esqueça de mostrar todas as ligações, os elétrons não-ligantes e qualquer carga formal, se for o caso)
O3

Passo 1

Beleza, a questão pede para a gente desenhar a estrutura de Lewis do ozônio, O3. Isso faz parte da matéria de ligações e estruturas de Lewis: a ideia é saber contar elétrons de valência, montar o esqueleto da molécula, distribuir pares de elétrons para completar o octeto de cada átomo e checar cargas formais. Vamos precisar da regra do octeto e da fórmula de carga formal
carga formal = nº de elétrons de valência - (elétrons nãoligantes + tfrac12,elétrons ligantes)ºéêéãé

Passo 2

Primeiro, conta quantos elétrons de valência temos em O3. Cada oxigênio traz 6 elétrons de valência, e são 3 átomos, então
6times3 = 18 elétrons no totalé

Passo 3

Agora montamos o esqueleto: como todas as ligações são O–O, o átomo central será um oxigênio ligado a dois outros:
O – O – O
Para começar, fazemos ligações simples (uma linha cada) e consumimos 2 elétrons por ligação. Temos 2 ligações, total de 4 elétrons gastos, sobrando
18 - 4 = 14 elétronsé

Passo 4

Preenchemos primeiro os pares não‐ligantes dos oxigênios terminais para completar seus octetos. Cada terminal precisa de 6 elétrons (3 pares), então usamos
6 + 6 = 12 elétronsé
para eles. Agora sobram
14 - 12 = 2 elétrons,é
que vão virar um par não‐ligante no oxigênio central.
Até aqui o central tem só 6 elétrons (2 ligações sigma + 2 elétrons do par livre), faltam 2 para o octeto. Para corrigir isso, transformamos um par livre de um terminal em ligação dupla (pi).

Passo 5

Quando fazemos essa dupla ligação, não mudamos o total de elétrons, só “movemos” 2 elétrons de um terminal para formar o pi. Agora temos:
  • Um terminal com ligação dupla (4 elétrons de ligação) + 2 pares livres (4 elétrons).
  • Um terminal com ligação simples (2 elétrons de ligação) + 3 pares livres (6 elétrons).
  • Central com uma ligação dupla + uma simples (6 elétrons de ligação) + 1 par livre (2 elétrons).
Todo mundo tem octeto cheio. Vamos às cargas formais:
  1. Oxigênio duplamente ligado: FC = 6 - (4 nãoligantes + tfrac12cdot4 ligantes) = 6 - (4 + 2) = 0ã
    2. Oxigênio central:
    FC = 6 - (2 nãoligantes + tfrac12cdot6 ligantes) = 6 - (2 + 3) = +1ã
  2. Oxigênio com ligação simples: FC = 6 - (6 nãoligantes + tfrac12cdot2 ligantes) = 6 - (6 + 1) = -1ã
Como a dupla ligação pode estar ora à direita, ora à esquerda, temos duas formas de ressonância.

Resposta

As duas estruturas de Lewis em ressonância para O3 são:
(1)
O^0 ;=; O^+ ;-; O^- l(terminal duplo: 2 pares livres,;central: 1 par livre,;terminal simp<=s: 3 pares livresr)
(2)
O^- ;-; O^+ ;=; O^0 l(terminal duplo: 2 pares livres,;central: 1 par livre,;terminal simp<=s: 3 pares livresr)
Ou, de modo mais compacto em LaTeX:
O-O=O long<=ftrightarrow O=O-O
com cargas formais 0,+1,-1 distribuídas conforme explicado acima.

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