Questão 03. Forneça todas as estruturas de Lewis que satisfazem a regra do octeto para as moléculas e íons a seguir.
\mathrm{H}_{2} \mathrm{~S}

Passo 1

O enunciado pede: fornecer todas as estruturas de Lewis que satisfaçam a regra do octeto para a molécula \mathrm{H}_{2}\mathrm{S}.
Informações fornecidas:
  • Fórmula molecular: \mathrm{H}_{2}\mathrm{S}.
  • Átomos presentes: dois átomos de \mathrm{H} e um átomo de \mathrm{S}.
  • Não há figura nem outras restrições dadas.

Passo 2

Contagem de elétrons de valência (o primeiro passo prático para desenhar estruturas de Lewis).
  • Expliquei rapidamente o que é elétron de valência: é o elétron na camada externa do átomo, é o que participa de ligações químicas.
  • Do elemento hidrogênio: cada \mathrm{H} tem \,1 elétron de valência.
  • Do elemento enxofre: \mathrm{S} está no grupo 16, logo tem \,6 elétrons de valência.
    Agora somamos:
\text{Total de elétrons de valência} = 2\cdot 1 + 6 = 8.éê

Passo 3

Escolha do esqueleto da molécula (quem fica no centro e quem fica nas posições terminais).
  • Regra rápida e prática: \mathrm{H} nunca é átomo central (só forma uma ligação, não pode ligar a dois átomos).
  • Logo o átomo central é \mathrm{S}, com os dois \mathrm{H} ligados a ele. O esqueleto é:
\mathrm{H}-\mathrm{S}-\mathrm{H}.
(Aqui ainda não distribuímos elétrons não ligados.)

Passo 4

Distribuição inicial dos elétrons em ligações e pares isolados.
  • Cada ligação simples consome \,2 elétrons.
  • Temos duas ligações \mathrm{S}-\mathrm{H}, então usamos 2\cdot 2 = 4 elétrons para as ligações.
  • Restam 8-4 = 4 elétrons para colocar como pares não-ligantes (pares solitários).
  • Colocamos esses 4 elétrons como pares isolados no átomo central \mathrm{S}, porque os \mathrm{H} já atingiram o duet deles com uma ligação simples.

Passo 5

Verificação da regra do octeto (e do duet para o hidrogênio).
  • Cada \mathrm{H} participa de uma ligação simples; isso dá a cada \mathrm{H} dois elétrons ao seu redor (duet), portanto satisfeito.
  • Para \mathrm{S}: tem duas ligações simples (cada ligação contribui com 2 elétrons compartilhados, então 4 elétrons a partir das ligações) mais os 4 elétrons em pares solitários colocados — totalizando 8 elétrons ao redor de \mathrm{S}. Assim o octeto de \mathrm{S} está satisfeito.
  • Conclusão: a configuração com duas ligações simples \mathrm{S}-\mathrm{H} e dois pares solitários em \mathrm{S} atende o octeto.

Passo 6

Cálculo das cargas formais para checar a estabilidade da estrutura.
  • Fórmula da carga formal: \text{carga formal} = \text{elétrons de valência do átomo} - (\text{elétrons não-ligantes} + \tfrac{1}{2}\,\text{elétrons de ligação})éêáéãéçã.
  • Para cada \mathrm{H}: valência =1, elétrons não-ligantes =0, elétrons de ligação ao redor =2 (uma ligação), então
\text{carga formal de H} = 1 - (0 + \tfrac{1}{2}\cdot 2) = 1 - 1 = 0.
  • Para \mathrm{S}: valência =6, elétrons não-ligantes =4 (dois pares), elétrons de ligação total =4 (duas ligações), então
\text{carga formal de S} = 6 - (4 + \tfrac{1}{2}\cdot 4) = 6 - (4+2) = 0.
  • Todas as cargas formais são nulas: estrutura muito plausível e preferível.

Passo 7

Análise de alternativas e ressonância.
  • Poderíamos tentar imaginar ligações múltiplas (duplas) em \mathrm{S}, mas \mathrm{H} não aceita mais que uma ligação; portanto não há alternativa com dupla ligação envolvendo \mathrm{H}.
  • Não há estruturas ressonantes significativas para \mathrm{H}_{2}\mathrm{S} que satisfaçam o octeto sem introduzir cargas formais desnecessárias.
  • Logo existe uma única estrutura de Lewis que satisfaz a regra do octeto e tem cargas formais mínimas.

Resposta

\mathrm{H}-\mathrm{S}-\mathrm{H} com dois pares solitários em \mathrm{S} (todas as ligações simples; cargas formais = 0).

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