Faça um resumo dos aspectos essenciais da regra do octeto de Lewis. A regra do octeto aplica-se principalmente aos elementos do segundo período. Explique. Escreva estruturas de Lewis para as seguintes espécies, incluindo todas as formas de ressonância, e mostre as cargas formais: As posições relativas dos átomos são as seguintes:
\mathrm{HCO}_{2}^{-}

Passo 1

O enunciado pede um resumo dos aspectos essenciais da regra do octeto de Lewis, destacando que ela vale principalmente para elementos do segundo período, e em seguida a construção das estruturas de Lewis para o ânion formiato \mathrm{HCO}_2^{-}, mostrando todas as formas de ressonância e calculando as cargas formais. Para isso vamos precisar conhecer a ideia básica da regra do octeto e depois aplicá-la na montagem e ajuste das ligações e pares isolados desse ânion.

Passo 2

A regra do octeto de Lewis afirma que, em compostos estáveis, cada átomo costuma “buscar” completar com oito elétrons a sua camada de valência, em análogia à configuração de gás nobre. Esses elétrons podem estar em pares de ligação (compartilhados entre dois átomos) ou em pares isolados (não compartilhados). Essa regra funciona muito bem para os elementos do segundo período da tabela (Li até Ne), em especial para C, N, O e F, porque eles dispõem apenas de orbitais 2s e 2p. Eles não têm orbitais d disponíveis para acomodar elétrons extras, ficando limitados a, no máximo, oito elétrons de valência.
Em períodos acima do segundo, muitos átomos podem “expandir” o octeto porque usam orbitais d para acomodar mais de oito elétrons. Já C, N, O e F não têm essa opção: ao montar estruturas de Lewis envolvendo esses elementos, devemos sempre checar que nenhum deles exceda oito elétrons (contando pares de ligação e pares isolados). Se a contagem não fechar, buscamos ressonância ou cargas formais para achar a distribuição mais estável.

Passo 3

O ânion formiato \mathrm{HCO}_2^{-} tem esqueleto linear em que o hidrogênio está ligado ao carbono, que por sua vez está ligado a dois oxigênios. Vamos chamar esses oxigênios de O_1 e O_2, estando o ânion total com carga -1. Nosso objetivo é distribuir elétrons suficientes para satisfazer a regra do octeto em C, O_1 e O_2, e contabilizar bem a carga total.

Passo 4

Primeiro contamos os elétrons de valência:
– H traz 1 elétron.
– C traz 4 elétrons.
– Cada O traz 6 elétrons, totalizando 12.
– A carga -1 indica um elétron extra.
Somando:
1 + 4 + 12 + 1 = 18
elétrons de valência, ou seja 9 pares de elétrons para distribuir.

Passo 5

Três ligações sigma (pares de elétrons) são usadas para ligar H–C e C–O _1 e C–O _2. Isso consome 3 dos 9 pares, sobrando 6 pares para os pares isolados. Se distribuirmos 3 pares em cada oxigênio, teremos em cada O um total de 3 pares isolados mais o par de ligação. Dessa forma cada oxigênio ficaria com 8 elétrons e o carbono teria apenas 6 elétrons ( 2 dos pares isolados em O não contam para o octeto de C). Para satisfazer o octeto do C, precisamos transformar um par isolado de um dos oxigênios em par compartilhado, formando uma ligação dupla C=O. Essa mudança gera duas estruturas de ressonância, em que ora O_1 tem a dupla, ora O_2.

Passo 6

Em cada estrutura de ressonância temos:
– Ligação dupla entre C e um oxigênio;
– Ligação simples entre C e o outro oxigênio, esse com carga formal -1;
– Hidrogênio ligado a C;
– Par isolado suficiente em cada oxigênio para completar seu octeto.
As duas formas de ressonância podem ser representadas assim (cada traço “–” é um par compartilhado; os “ \colon\colon” são pares isolados):
\begin{array}{c} \text{Ressonância 1:}\\[6pt] \colon\colon\,\mathrm{O}_1 \;=\;\mathrm{C}\;-\;\mathrm{O}_2^{\,-} \quad\text{com}\quad \mathrm{H}-\mathrm{C} \end{array} \quad\longleftrightarrow\quad \begin{array}{c} \text{Ressonância 2:}\\[6pt] \mathrm{O}_1^{\,-}\;-\;\mathrm{C}\;=\;\colon\colon\,\mathrm{O}_2 \quad\text{com}\quad \mathrm{H}-\mathrm{C} \end{array}ââ
Em cada estrutura, o carbono 4 elétrons de valência) tem 4 pares compartilhados ( 8 elétrons), cada oxigênio envolvido na dupla tem 2 pares isolados +2 elétrons da dupla (octeto fechado) e o oxigênio com ligação simples tem 3 pares isolados +2 elétrons da simples =8 elétrons, ficando com carga formal -1. O hidrogênio mantém carga 0. O carbono também tem carga formal 0.]

Resposta

As estruturas de ressonância do ânion formiato e suas cargas formais são:
\colon\colon\,\mathrm{O} \;=\;\mathrm{C}\;-\;\mathrm{O}^{\,-} \quad\longleftrightarrow\quad \mathrm{O}^{\,-}\;-\;\mathrm{C}\;=\;\colon\colon\,\mathrm{O}
Em ambas as formas, \mathrm{C} e \mathrm{H} têm carga formal 0, um \mathrm{O} tem carga formal 0 (o que está na dupla) e o outro \mathrm{O} tem carga formal -1 (o que está na ligação simples).

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