Escreva a estrutura de Lewis para as seguintes espécies (caso exista ressonância, apresente as estruturas dos contribuintes e do híbrido). Determine as cargas formais para átomos diferentes do hidrogênio.
\mathrm{CH}_{2} "O"_{2}

Passo 1

O enunciado pede a estrutura de Lewis de \mathrm{CH_2O_2}. Essa espécie é o ácido fórmico, cuja fórmula estrutural é H–C(=O)–OH. O conteúdo aqui é desenho de estrutura de Lewis, cálculo de cargas formais e verificação de ressonância (caso exista).

Passo 2

Contamos os elétrons de valência totais:
\begin{aligned} &\text{C: }4,\\\ &\text{H (2 átomos): }1\times2=2,\\\ &\text{O (2 átomos): }6\times2=12,\\\ &\text{Total}=4+2+12=18\text{ elétrons.} \end{aligned}ááé

Passo 3

Escolhemos a conectividade típica do ácido carboxílico: H ligado ao C, C ligado a um O por dupla ligação e a outro O que, por sua vez, está ligado a H. Esquematicamente: \text{H–C–O–H} \quad\text{com uma dupla ligação C=O.}çã

Passo 4

Distribuímos 18 elétrons assim:
  1. Desenhamos as 4 ligações (H–C, C=O, C–O, O–H), usando 4\times2=8 elétrons.
  2. Restam 18-8=10 elétrons para pares isolados. Como o C não recebe pares, colocamos 4 elétrons (2 pares) no O da dupla ligação e 6 elétrons (3 pares) no O –H. Mas atenção: o O–H forma duas ligações (com C e com H), então para respeitar o octeto ele leva apenas 2 pares isolados ( =4 elétrons). Assim, corrigimos:
    – O duplamente ligado recebe 2 pares isolados ( =4 e–).
    – O ligado ao H recebe 2 pares isolados ( =4 e–).
    Total de elétrons usados em pares isolados: 4+4=8.
Somando: 8 (ligações) + 8 (pares isolados) =16 e–. Ainda faltam 2 e–, que colocamos em um par extra no oxigênio que não viola octeto? Na verdade, a conta certa é: 4 ligações =8 e–, 2 pares em cada O =8 e–, total =16 e–. Precisamos de 18, então cada O deve ter 3 pares? Mas isso violaria octeto. A chave é notar que em C=O usamos 4 e– na ligação, e cada O “contribui” com metade; o cálculo de pares isolados correto deixa exatamente 10 e– para os dois O, 6 e– num e 4 e– noutro.
O resultado final é a distribuição usual do ácido fórmico:
\begin{array}{c} \displaystyle \begin{tikzpicture}[baseline={(current bounding box.center)},scale=0.8] \node \text{(C)} at (0,0) {C}; \node (O1) at (1.5,0) {O}; \node (H1) at (2.8,0) {H}; \node (H2) at (-1.2,0.6) {H}; \node (O2) at (0,-1.5) {O}; \draw \text{(C)}--(H2); \draw[double] \text{(C)}--(O2); \draw \text{(C)}--(O1)--(H1); \foreach \p in {(1.5,0)}{ \node at (\p) [circle,draw=none] {}; } \end{tikzpicture} \end{array}
com pares isolados de elétrons (não desenhados aqui) completando o octeto dos oxigênios.

Passo 5

Calculamos as cargas formais em cada átomo (exceto H, pois sempre será zero se ligado a um outro átomo com ligação simples):
– Carbono: \text{FC} = 4 - 0 - 4 = 0 (4 ve – 0 não-ligantes – 4 ligações)
– Oxigênio da dupla ligação: \text{FC} = 6 - 4 - 2 = 0 – Oxigênio ligado ao H: \text{FC} = 6 - 4 - 2 = 0 Todos os átomos têm carga formal zero.

Passo 6

Verificamos ressonância: como o grupo –OH não pode trocar de posição com o =O sem alterar ligantes de hidrogênio, não há duas estruturas equivalentes. Logo, não existe ressonância significativa na forma neutra de \mathrm{CH_2O_2}.

Resposta

A única estrutura de Lewis válida para \mathrm{CH_2O_2} (ácido fórmico) é:
H–C(=O)–O–H
e todas as cargas formais são zero. Não há estruturas de ressonância para a espécie neutra.

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