Realize as ligações químicas na fórmula estrutural plana e fórmula eletrônica das moléculas a seguir.
Passo 1
Beleza! A questão pede para montar a fórmula estrutural plana e a fórmula eletrônica (de Lewis) do ácido clórico, que é HClO₃.
Conteúdo: ligações químicas, elétrons de valência e regra do octeto.
O que vamos usar:
Conteúdo: ligações químicas, elétrons de valência e regra do octeto.
O que vamos usar:
- Contar elétrons de valência de H, Cl e O.
- Montar o esqueleto ligando átomos.
- Distribuir pares de elétrons para satisfazer a regra do octeto (e o dueto do H).
Passo 2
Vamos contar os elétrons de valência disponíveis:
- H → 1 elétron
- Cl → 7 elétrons
- cada O → 6 elétrons → 3×6 = 18 elétrons
Total = 1 + 7 + 18 = 26 elétrons de valência (ou 13 pares).
Passo 3
Esqueleto da molécula: o Cl costuma ser o central, ligando-se a 3 O, e o H se liga a um desses O (porque H só faz uma ligação).
Esqueleto inicial:
H–O–Cl–O
|
O
Esqueleto inicial:
H–O–Cl–O
|
O
Neste desenho preliminar, todas as ligações estão como simples. Cada ligação simples “gasta” 2 elétrons. Temos 4 ligações simples → 4×2 = 8 elétrons usados.
Passo 4
Distribuir os pares restantes (26 totais – 8 usados = 18 elétrons sobrando → 9 pares) em torno dos átomos, começando pelos mais eletronegativos (os O), para completar seus octetos:
- Cada O ligado ao Cl recebe pares até ter 8 elétrons totais (considerando a ligação).
- O que está ligado ao H já tem 2 elétrons da ligação H–O e 2 do O–Cl; precisa de mais 3 pares (6 elétrons) para completar 8.
- Os outros dois O ligados ao Cl cada um precisa de 2 pares (4 elétrons) para chegar a 8.
Se fizer isso, vamos gastar 3 + 2 + 2 = 7 pares em O, sobrando 9 – 7 = 2 pares para o Cl central. Mas aí o Cl só teria 4 ligações simples (8 elétrons), ou seja, octeto completo. Mas em HClO₃ o Cl costuma fazer expansão de octeto e formamos ligações duplas para diminuir cargas formais.
Passo 5
Para minimizar carga formal no Cl, transformamos dois desses pares livres de O em ligações duplas Cl=O em dois ossos. Assim:
- Dois O têm ligação dupla com Cl.
- Um O tem só ligação simples com Cl e ligação simples com H (é o OH).
Nesse esquema:
– Ligações: H–O–Cl (simples), e Cl=O (duplas) em outros dois O.
– Todos os O passam a ter octeto: O duplo tem 2 pares livres, O do OH tem 2 pares livres, os O duplos têm 2 pares livres cada.
– O Cl fica com 4 ligações (8 elétrons) + 1 par livre (2 elétrons) → total 10 elétrons, o que é aceitável para elementos do terceiro período.
– Ligações: H–O–Cl (simples), e Cl=O (duplas) em outros dois O.
– Todos os O passam a ter octeto: O duplo tem 2 pares livres, O do OH tem 2 pares livres, os O duplos têm 2 pares livres cada.
– O Cl fica com 4 ligações (8 elétrons) + 1 par livre (2 elétrons) → total 10 elétrons, o que é aceitável para elementos do terceiro período.
Resposta
Fórmula estrutural plana:
ou desenhando melhor:
O
║
H–O–Cl
║
O
O
║
H–O–Cl
║
O
Fórmula eletrônica (de Lewis), com pares de elétrons representados por “:” (cada par = 2 elétrons):
:Ö:= :=O:
║ ║
:Ö–O–Cl:
|
H
║ ║
:Ö–O–Cl:
|
H
Onde cada “:” em torno dos O mostra seus pares não ligantes, e o Cl também carrega 1 par “:” após suas quatro ligações.