Das fórmulas dadas a seguir, algumas apresentam erros. Identifique as fórmulas e comente os erros.
\mathrm{CO}_{3}

Passo 1

O enunciado dá a fórmula \mathrm{CO}_{3} e pede que eu identifique se a fórmula está correta ou comete algum erro, e que eu comente esse erro.
Informações explícitas fornecidas: a única fórmula é \mathrm{CO}_{3}.

Passo 2

Antes de decidir se é erro, vamos listar as espécies químicas plausíveis que se confundem com \mathrm{CO}_{3}:
  • O íon carbonato, cuja fórmula correta costuma ser \mathrm{CO}_{3}^{2-}.
  • Uma espécie neutra chamada monóxido de tricarbono ou “carbon trioxide” ( \mathrm{CO}_{3}) existe apenas como espécie muito reativa/transitória em condições especiais (matriz a baixa temperatura, estado gasoso em reações), não como composto estável em química inorgânica comum.
    Logo, ao ver \mathrm{CO}_{3} isolada, a hipótese mais provável em exercícios é que esteja faltando a indicação da carga do íon carbonato.

Passo 3

Teste rápido por estados de oxidação (método prático para a prova): seja x o estado de oxidação do carbono em uma espécie \mathrm{CO}_{3}^{q}. Como cada oxigênio tem estado de oxidação típico -2,
x + 3(-2) = q.
Daí
x = q + 6.
  • Se a espécie for neutra ( q=0), então x = +6. Carbono com estado de oxidação +6 não é plausível (carbono costuma variar até +4 no máximo em compostos estáveis).
  • Se a espécie for o íon carbonato ( q=-2), então x = +4, que é perfeitamente razoável para o carbono.
    Conclusão: \mathrm{CO}_{3} sem carga implicaria um estado de oxidação impossível para C — sinal claro de erro se o autor quis representar o carbonato.

Passo 4

Verificação por contagem de elétrons (Lewis), muito útil na prova para checar estabilidade:
  • Elétrons de valência: carbono tem 4, cada oxigênio tem 6. Para a espécie neutra \mathrm{CO}_{3} o total é
4 + 3\cdot 6 = 22\\ \text{elétrons}.é
  • Para o íon \mathrm{CO}_{3}^{2-} o total é
4 + 3\cdot 6 + 2 = 24\\ \text{elétrons}.é
Tente montar ligações C–O (3 ligações simples) usa 3\cdot 2 = 6 elétrons. Restantes:
  • neutra: 22-6=16 elétrons para distribuir como pares não-ligantes;
  • íon: 24-6=18 elétrons para distribuir.
    Para satisfazer o octeto das três oxigênios com ligações simples cada um precisaria de 3\cdot 6 = 18 elétrons — só a versão com 24 elétrons (ou seja, com carga -2) tem elétrons suficientes. A versão neutra fica com falta de elétrons e não consegue uma estrutura de Lewis de octeto completo sem gerar espécies estranhas (radicais ou estados de oxidação impossíveis). Portanto, a contagem confirma que a forma correta e estável é \mathrm{CO}_{3}^{2-}.

Passo 5

Estrutura de Lewis e cargas formais para \mathrm{CO}_{3}^{2-} (aula rápida para você aprender a fazer na prova):
  • Uma forma de Lewis: uma ligação dupla C=O e duas ligações simples C–O, com pares solitários apropriados; existem três estruturas ressonantes equivalentes (a dupla pode ficar em qualquer das três O).
    Calcule cargas formais numa das formas:
  • Carbono: elétrons de valência =4; não tem pares não-ligantes no carbono, tem 4 elétrons de ligação efetivos (duas ligações simples + uma dupla = 8 elétrons, metade = 4). Carga formal =4 - 4 = 0.
  • Oxigênio duplamente ligado: valência 6; tem 4 elétrons não-ligantes + 2 de ligação (metade de 4) → carga formal =6-(4+2)=0.
  • Cada oxigênio single-bonded: valência 6; tem 6 elétrons não-ligantes + 1 de ligação (metade de 2) → carga formal =6-(6+1)=-1.
    Duas destas unidades -1 somam -2, consistente com \mathrm{CO}_{3}^{2-}. As três estruturas ressonantes distribuem essa carga igualmente.

Passo 6

Comentário sobre a fórmula dada e conclusão:
  • A fórmula apresentada \mathrm{CO}_{3} está, na prática de exercícios de química inorgânica e nomenclatura, incorreta ou incompleta: falta indicar a carga. O correto para o ânion carbonato é \mathrm{CO}_{3}^{2-}.
  • Observação adicional (não exigida normalmente em prova): existe uma espécie neutra muito reativa chamada \mathrm{CO}_{3} em condições especiais, mas não é o que se usa quando se escreve fórmulas de sais ou espécies estáveis; portanto, escrever apenas \mathrm{CO}_{3} numa lista de fórmulas está, quase sempre, errado.

Passo 7

Dica prática para a prova (como checar rápido):
  1. Conte elétrons de valência totais; verifique se há elétrons suficientes para completar octetos.
  2. Use a soma dos estados de oxidação para obter o carregamento total: x + 3(-2) = q. Se o x for absurdo (por ex. +6 para C), há erro.
  3. Calcule cargas formais na estrutura de Lewis para confirmar a carga global.
    Esses passos rápidos resolvem a dúvida em menos de 1–2 minutos durante a prova.

Resposta

\mathrm{CO}_{3}: incorreta — falta indicar a carga; o correto para o íon carbonato é \mathrm{CO}_{3}^{2-}.

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