Questão 03. Forneça todas as estruturas de Lewis que satisfazem a regra do octeto para as moléculas e íons a seguir.
Passo 1
O enunciado pede: fornecer todas as estruturas de Lewis que satisfazem a regra do octeto para a espécie
.
Informações fornecidas e dados úteis extraídos do enunciado:
- Fórmula molecular:
. - Átomos presentes: um átomo de
e quatro átomos de . - Não há carga indicada (é a molécula neutra).
- Precisamos listar todas as estruturas de Lewis que obedecem à regra do octeto (ou seja, todos os átomos envolvidos devem ter
elétrons na camada de valência, quando possível).
Passo 2
Contagem dos elétrons de valência (passo obrigatório para montar a estrutura):
-
pertence ao grupo 14 → possui elétrons de valência. -
pertence ao grupo 17 → cada possui elétrons de valência.
Total de elétrons de valência na molécula:
Explicação didática: somamos os elétrons de valência de todos os átomos porque a estrutura de Lewis distribui exatamente esses elétrons entre ligações e pares isolados.
Passo 3
Escolha do átomo central (regra prática):
- Em moléculas, o átomo menos eletronegativo (exceto
) costuma ficar no centro. Entre e , é menos eletronegativo, logo será o átomo central e os quatro serão átomos terminais.
Comentário amistoso: pensa assim — o Si é o “hóspede” que recebe as 4 F ao redor.
Passo 4
Colocando ligações simples inicialmente:
- Fazemos uma ligação simples
para cada um dos fluoretos.
Cada ligação simples usaelétrons, então ligações usam
Elétrons restantes para distribuir como pares isolados:
Ensinar o porquê: começamos por conectar os átomos (estrutura esquelética) e subtraímos os elétrons usados nessas ligações, deixando o que sobra para completar octetos.
Passo 5
Distribuir os elétrons restantes para satisfazer o octeto dos átomos externos:
- Cada átomo
precisa de elétrons ao redor. Cada já tem elétrons da ligação com , então precisa de mais elétrons (três pares isolados). - Para os
: elétrons.
Isso é exatamente o número de elétrons que tínhamos sobrando, então alocamospares isolados em cada .
Didática: sempre preencha primeiro os octetos dos átomos terminais (mais eletronegativos), porque eles raramente compartilham mais elétrons do que precisam.
Passo 6
Verificação do octeto do átomo central (
):
- O
está ligado a por ligações simples. Cada ligação contribui com elétrons para o conjunto de . - Total de elétrons em torno de
: elétrons → octeto satisfeito.
Comentário prático:fica com elétrons ao formar quatro ligações simples — perfeito para a regra do octeto.
Passo 7
Cálculo das cargas formais para checar a melhor estrutura:
Fórmula da carga formal:
Fórmula da carga formal:
onde
= elétrons de valência do átomo isolado,
= elétrons não ligantes ao redor do átomo,
= elétrons envolvidos em ligações do átomo.
- Para
: , , (quatro ligações)
- Para cada
: , (três pares),
Conclusão didática: todas as cargas formais são
, então essa estrutura é muito estável eletronicamente.
Passo 8
Análise de estruturas alternativas e por que não aparecem aqui:
- Poderíamos imaginar formar duplas
. Isso daria ao mais de elétrons ao seu redor (por exemplo, uma dupla + três simples = elétrons), violando a regra do octeto para . O enunciado exige estruturas que satisfaçam o octeto, então essas alternativas são descartadas. - Além disso, a forma com quatro ligações simples tem cargas formais todas iguais a zero; qualquer alternativa que tentasse redistribuir elétrons geraria cargas formais maiores em módulo e/ou violaria o octeto.
- Não há estruturas ressonantes relevantes: todas as ligações
são equivalentes e não existe um arranjo com múltiplas ligações que respeite o octeto de todos.
Passo 9
Conclusão final (síntese para memorizar):
- Existe uma única estrutura de Lewis que satisfaz a regra do octeto para
: no centro ligado por quatro ligações simples a quatro ; cada tem três pares isolados. Todas as cargas formais são zero e não há ressonância. Isso é o que você deve desenhar na prova.