Escreva as estruturas de Lewis, mostrando os elétrons de valência, para as seguintes moléculas covalentes: H2 CO2

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para desenhar as estruturas de Lewis mostrando os elétrons de valência para a molécula covalente H2CO2. Isso envolve conceitos de química, especificamente sobre ligações covalentes e estruturas de Lewis. Para resolver, vamos precisar identificar os elétrons de valência de cada átomo e como eles se conectam na molécula.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os elétrons de valência de cada átomo presente na molécula H2CO2. A molécula é composta por hidrogênio (H), carbono © e oxigênio (O).
  • Hidrogênio (H): Cada átomo de hidrogênio tem 1 elétron de valência.
  • Carbono ©: O carbono possui 4 elétrons de valência.
  • Oxigênio (O): Cada átomo de oxigênio tem 6 elétrons de valência.

Passo 3

Agora, vamos somar todos os elétrons de valência para saber quantos precisamos distribuir na estrutura de Lewis:
  • 2 átomos de H: 2 times 1 = 2 elétrons
  • 1 átomo de C: 1 times 4 = 4 elétrons
  • 2 átomos de O: 2 times 6 = 12 elétrons
Total de elétrons de valência: 2 + 4 + 12 = 18 elétrons

Passo 4

Em seguida, vamos desenhar a estrutura básica. Geralmente, o átomo menos eletronegativo fica no centro. Aqui, o carbono é menos eletronegativo que o oxigênio, então o carbono ficará no centro com os hidrogênios ligados a ele.

Passo 5

Vamos conectar os átomos com ligações simples inicialmente:
  • Carbono ligado a dois hidrogênios.
  • Carbono ligado a dois oxigênios.
Cada ligação simples usa 2 elétrons. Como temos 4 ligações (2 C-H e 2 C-O), usamos 4 times 2 = 8 elétrons. Restam 18 - 8 = 10 elétrons para distribuir.

Passo 6

Distribuímos os elétrons restantes nos átomos que precisam completar seu octeto. Os oxigênios ainda não têm o octeto completo (cada um tem 2 elétrons na ligação com o carbono). Vamos adicionar pares de elétrons (pares livres) aos oxigênios.
Adicionando 6 elétrons (3 pares) a cada oxigênio:
  • Cada oxigênio terá 3 pares livres e compartilhados na ligação com o carbono.
Agora, todos os átomos têm o octeto completo, exceto o carbono, que já está satisfeito com suas 4 ligações.

Passo 7

Verificamos a contagem total de elétrons:
  • 4 ligações x 2 elétrons = 8 elétrons
  • 4 pares livres nos oxigênios x 2 elétrons = 8 elétrons
    Total: 8 + 8 = 16 elétrons
Percebi que faltaram 2 elétrons. Para completar, podemos formar uma ligação dupla entre o carbono e um dos oxigênios, reduzindo os pares livres nesse oxigênio.

Passo 8

Atualizamos a estrutura:
  • Uma ligação dupla entre C e O.
  • Uma ligação simples entre C e o outro O.
  • Cada oxigênio agora tem 2 pares livres.
Isso totaliza 18 elétrons:
  • 5 ligações (C-H, C-H, C=O, C-O) x 2 elétrons = 10 elétrons
  • 4 pares livres nos oxigênios x 2 elétrons = 8 elétrons
  • Total: 10 + 8 = 18 elétrons

Resposta

A estrutura de Lewis para H2CO2 é:
c H ! - ! C ! - ! O ! , ! ! ! ! ! ! / ! ! ! ! ! ! : !! ! O ! - ! H ||
Ou, de forma mais detalhada:
c H ! - ! C ! - ! O ! ! ! : ! : ! O ! - ! H ||
Nessa estrutura, o carbono está centralizado com uma ligação dupla a um oxigênio e ligações simples aos outros dois oxigênios e aos hidrogênios, com pares livres nos oxigênios.

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