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.
Passo 1
O enunciado pede a estrutura de Lewis do ácido sulfúrico
, incluindo cargas formais nos átomos (exceto hidrogênio) e, se houver, as estruturas de ressonância e o híbrido. O conteúdo usado aqui é desenho de estrutura de Lewis, distribuição de elétrons de valência, regra do octeto e cálculo de carga formal.
Passo 2
Contamos os elétrons de valência: cada
contribui com
, cada
com
e
com
.
Passo 3
Escolhemos enxergar o enxofre como átomo central ligado a quatro oxigênios. Como há dois átomos de hidrogênio, faz sentido colocar cada
ligado a um oxigênio (formando dois grupos OH). O esqueleto fica:
H–O–S–O–H, mais dois oxigênios ligados diretamente a S.
H–O–S–O–H, mais dois oxigênios ligados diretamente a S.
Passo 4
Distribuímos pares eletrônicos seguindo o octeto:
- Ligamos todos os átomos com ligações simples: quatro ligações S–O (8 elétrons) e duas ligações O–H (4 elétrons), totalizando 12 elétrons usados.
- Restam
elétrons livres. - Completamos os octetos dos oxigênios dos grupos OH: cada um já tem duas ligações (S–O e O–H), precisa de mais duas pares (4 elétrons) cada, totalizando 8 elétrons. Sobram
. - Os dois oxigênios restantes (ligados só a S) têm apenas uma ligação simples e precisam de três pares cada (6 elétrons cada), o que consome os 12 elétrons restantes.
Nesse arranjo todos os átomos têm octeto completo, mas a distribuição de cargas formais é alta no S.
Passo 5
Para minimizar cargas formais, expandimos o octeto do enxofre formando duas ligações duplas
nos dois oxigênios que estavam só com ligação simples. Isso transfere um par de elétrons de cada oxigênio para a ligação com S. A estrutura fica com:
Agora S tem 12 elétrons ao seu redor (é possível para elementos do 3.º período), e cada oxigênio duplamente ligado fica com octeto completo.
Passo 6
Calculamos as cargas formais
:
- Enxofre
: , pares não-ligantes , elétrons de ligação → . - Oxigênios duplamente ligados
: cada um tem 2 pares não-ligantes (4 elétrons) e 4 elétrons de ligação → . - Oxigênios dos grupos OH: cada um tem 2 pares não-ligantes (4 elétrons) e duas ligações simples (4 elétrons) →
. - Hidrogênios: sempre
.
Como todas as cargas formais são zero, essa é a melhor e única estrutura de Lewis sem contribuição de ressonância adicional.
Resposta
A estrutura de Lewis do
é:
com todas as cargas formais nulas. Não há estruturas ressonantes relevantes além dessa.