Faça a estrutura de Lewis para os seguintes compostos, se for possível mais de uma estrutura faça a de menor energia.
\mathrm{SO}_{4}{ }^{2-}

Passo 1

O enunciado pede a estrutura de Lewis para o ânion sulfato, \mathrm{SO}_{4}^{2-}. O conteúdo envolvido é construção de estruturas de Lewis, contando elétrons de valência, distribuindo elétrons em pares e minimizando cargas formais. Vamos precisar de:
1. Contar o total de elétrons de valência.
2. Montar o esqueleto atômico.
3. Distribuir os pares de elétrons e ajustar ligações para obter a menor soma de valores absolutos das cargas formais.

Passo 2

Calcular o total de elétrons de valência disponíveis:
\bullet Enxofre ( \mathrm{S}) tem 6 elétrons de valência.
\bullet Cada oxigênio ( \mathrm{O}) tem 6 elétrons de valência, e há 4 oxigênios: 4\times6=24.
\bullet O íon possui carga -2, ou seja, ganhou 2 elétrons extras.
Totalizado:
6 + 24 + 2 = 32\text{ elétrons de valência.}éê

Passo 3

Montamos o esqueleto com S no centro e 4 átomos de O ao redor, ligados inicialmente por ligações simples. Usamos 4 ligações simples \Rightarrow 8 elétrons gastos, restando 32-8=24 elétrons para pares livres. Colocamos esses 24 elétrons como pares livres nos oxigênios, completando o octeto de cada O:
cada O recebe 3 pares livres ( 6 elétrons), e S fica sem pares livres.

Passo 4

Verificamos as cargas formais na configuração com 4 ligações simples:
– Cada oxigênio: valência 6 – [não ligantes 6+ metade de 2 ligantes] = 6 - (6+1) = -1.
– Enxofre: valência 6 – [não ligantes 0+ metade de 8 ligantes] = 6 - 4 = +2.
Soma das cargas = 4\times(-1) + (+2) = -2, mas a distribuição é ruim pois o átomo central fica com carga +2. Para minimizar valores absolutos, precisamos reduzir a carga em S formando duplas em alguns S–O.

Passo 5

Formamos 2 ligações duplas S=O em dois oxigênios. Cada dupla usa mais um par de elétrons, retirado de pares livres desses oxigênios. O enxofre então expande seu octeto para 12 elétrons (permitido no 3º período).
Após isso:
\bullet Oxigênios com dupla ligação: valência 6 – [ligantes 4+ não ligantes 4] = 6 - (4+2) = 0.
\bullet Oxigênios com simples ligação: valência 6 – [ligantes 2+ não ligantes 6] = 6 - (6+1) = -1.
\bullet Enxofre: valência 6 – [não ligantes 0+ metade de ( 2 duplas +2 simples) =6 elétrons] = 6 - 6 = 0.
Soma das cargas = 2\times0 + 2\times(-1) + 0 = -2. É a melhor distribuição (cargas formais mínimas).

Resposta

A estrutura de Lewis de menor energia é uma forma de ressonância em que o enxofre central faz duas ligações duplas e duas ligações simples com oxigênios. Há duas cargas -1, cada uma em um oxigênio ligado por simples. As 3 formas equivalentes de ressonância podem ser representadas (exemplo de uma delas) por:
\mathrm{O}^{-}\;-\;\mathrm{S}(= \mathrm{O})(= \mathrm{O})\;-\;\mathrm{O}^{-}
onde os dois oxigênios com traço simples têm carga formal -1 e as demais ligações duplas não carregam.

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