Questão n
2: Determine a estrutura de Lewis, a geometria molecular e as cargas formais de todos os átomos das duas formas de ressonância da molécula de ozônio
Passo 1
O enunciado pede para a molécula de
(ozônio) (
) desenhar todas as estruturas de Lewis, (
) indicar a geometria molecular e (
) calcular as cargas formais de cada átomo em cada estrutura de ressonância. Vamos usar conceitos de contagem de elétrons de valência, distribuição em pares ligantes e não ligantes, formal charges e VSEPR.
Passo 2
Contagem de elétrons de valência: cada oxigênio tem
elétrons de valência, totalizando
elétrons. Montamos um esqueleto linear
, usando duas ligações simples (
elétrons), restando
elétrons para pares livres.
Passo 3
Distribuímos os
elétrons restantes como pares livres primeiro nos átomos terminais para completar octetos:
- Cada átomo terminal recebe
pares livres ( elétrons), gastando elétrons. - Sobram
elétrons; colocamos esse par como par livre no oxigênio central.
Até aqui, cada terminal tem
elétrons (
livres
da ligação) e o central tem só
(
livres
de duas ligações). Para completar o octeto do central, transformamos um par livre de um terminal em ligação dupla com o central.
Assim surgem duas estruturas alternativas (ressonância), trocando quem faz dupla ligação.
Passo 4
Escrevemos as duas estruturas de ressonância e calculamos as cargas formais. A fórmula da carga formal é
onde:
- O terminal ligado por simples:
livres ligantes - O central:
livres ligantes - O terminal com dupla:
livres ligantes
Passo 5
Geometria molecular: o oxigênio central tem dois domínios ligantes (dupla e simples) e um par livre, ou seja, configuração A
E pela teoria VSEPR. Isso dá geometria eletrônica trigonal planar e geometria molecular angular (curvada), com ângulo de ligação aproximado de
.
Resposta
As duas estruturas de ressonância de
são
Em cada uma:
- Carga formal do oxigênio ligado por simples:
- Carga formal do oxigênio central:
- Carga formal do oxigênio ligado por dupla:
A geometria molecular de ambas é angular (bent) com ângulo aproximadamente
.