Represente as estruturas de Lewis de cada uma das seguintes moléculas ou íons. Identifique casos em que a regra do octeto não é obedecida; determine qual átomo em cada composto não obedece à regra do octeto; e determine quantos elétrons estão em torno dos seguintes átomos:
Passo 1
O enunciado pede que eu:
- Represente a(s) estrutura(s) de Lewis de
. - Identifique se a regra do octeto é obedecida; se não for, diga qual átomo não obedece.
- Determine quantos elétrons estão em torno dos átomos (isto é, o número de elétrons na “capa de valência” considerando ligações e pares isolados) na molécula
.
Informações dadas e relevantes:
- Fórmula:
. - Número de átomos:
átomo de boro ( ) e átomos de flúor ( ). - Precisarei dos elétrons de valência de
e de para começar (vou calcular no próximo passo).
Passo 2
Contagem de elétrons de valência (regra básica): cada átomo contribui com seus elétrons na camada de valência para formar a estrutura de Lewis.
- Boro (
) está no grupo -> tem elétrons de valência. - Flúor (
) está no grupo -> tem elétrons de valência cada.
Total de elétrons de valência disponíveis para
:
Explicação curta: esse total de
elétrons será distribuído entre ligações e pares isolados para tentar satisfazer (quando possível) a regra do octeto na molécula.
Passo 3
Montagem do esqueleto e primeiras ligações (estratégia padrão): o átomo menos eletronegativo e menos capaz de ficar na periferia costuma ser o central — aqui é o
. Coloca-se
no centro e os três
ao redor; ligar cada
ao
com uma ligação simples. Cada ligação simples usa
elétrons.
Número de ligações formadas:
ligações simples
.
Elétrons usados nas ligações:
Elétrons restantes para distribuir como pares isolados:
Passo 4
Distribuição dos elétrons restantes em pares isolados (regra: completar primeiro os átomos externos, tentando o octeto):
- Cada átomo de
já tem uma ligação (2 elétrons compartilhados), então precisa de mais elétrons (3 pares isolados) para completar o octeto. Para s são necessários:
que é exatamente o que restava.
Portanto, coloca-se
pares isolados em cada
. Depois dessa distribuição não sobram elétrons para o
.
Resultado provisório da estrutura de Lewis (descrição):
-
ligado por três ligações simples a três . - Cada
tem pares isolados (ou seja, elétrons não ligantes) além da ligação com . -
não tem pares isolados.
Passo 5
Contagem final de elétrons ao redor de cada átomo (para verificar octeto):
- Cada
: tem pares isolados elétrons não ligantes mais elétrons da ligação . Total ao redor de cada :
- O
: tem ligações simples, cada ligação fornece elétrons compartilhados, mas para contar “elétrons ao redor” no modelo de Lewis soma-se os elétrons das ligações como pertencentes ao conjunto ao redor do átomo; então:
Conclusão sobre a regra do octeto:
- Os átomos de
obedecem ao octeto (cada um com elétrons). - O átomo de
tem apenas elétrons ao seu redor e, portanto, NÃO obedece à regra do octeto (é um caso de deficiência eletrônica — octeto incompleto).
Passo 6
Verificação de formal charges e discussão didática (por que mantemos a estrutura com
com
elétrons):
- Fórmula geral da carga formal (ensinando):
Aplicando à estrutura com ligações simples:
- Para
: - Para cada
:
Todas as cargas formais são
, então essa estrutura é eletronicamente neutra e estável em termos de distribuição de cargas formais.
Alternativa com ligações duplas:
- Se tentássemos dar a
um octeto formando uma dupla ligação com um (movendo um par isolado do para formar ), obteríamos formal charges diferentes (por exemplo com carga formal e o com ), o que é menos favorável porque coloca carga positiva num átomo muito eletronegativo ( ). Portanto a estrutura com com elétrons e cargas formais zero é a mais representativa no modelo de Lewis clássico. (Observação: na prática existe estabilização por ressonância parcial e compartilhamento orbital envolvendo os , mas isso foge ao desenho simples de Lewis e não muda a conclusão sobre o octeto incompleto do .)
Passo 7
Resumo didático final (como lembrar isso para a prova):
- Sempre conte elétrons de valência primeiro.
- Coloque o átomo menos eletronegativo no centro.
- Use ligações simples inicialmente; distribua pares isolados primeiro nos átomos externos para completar octetos.
- Se sobrar elétrons, coloque-os no átomo central; se faltar, tente ligações múltiplas e verifique cargas formais.
- Alguns elementos do 2.º período (como
) frequentemente formam estruturas com octeto incompleto; isso é aceitável e frequentemente a melhor estrutura de Lewis (critérios: mínimo de cargas formais, eletropositividade/eletronegatividade).
Resposta
Estrutura de Lewis:
central ligado por
ligações simples a
átomos de
; cada
tem
pares não ligantes.
Regra do octeto: não é obedecida.
Átomo que não obedece ao octeto: .
Número de elétrons ao redor de cada átomo: tem
elétrons; cada
tem
elétrons.
Regra do octeto: não é obedecida.
Átomo que não obedece ao octeto:
Número de elétrons ao redor de cada átomo: