Represente as estruturas de Lewis dos íons e moléculas a seguir, calcule as cargas formais dos átomos e indique quando houver estrutura de ressonância:
\mathrm{CH}_{4}

Passo 1

O enunciado pede a estrutura de Lewis da molécula de metano, \mathrm{CH}_{4}, cálculo das cargas formais dos átomos e indicação de eventual ressonância. O conteúdo é representação de estruturas de Lewis, contagem de elétrons de valência e cálculo de cargas formais.

Passo 2

Contamos os elétrons de valência totais disponíveis. O carbono tem 4 elétrons de valência e cada hidrogênio tem 1, portanto
4 + 4\times 1 = 8
elétrons de valência no total.

Passo 3

Como o carbono costuma ser o átomo central e cada hidrogênio só pode fazer uma ligação, colocamos o C no centro e ligamos cada H a ele com uma ligação simples. Cada ligação simples consome 2 elétrons, e precisamos de 4 ligações para ligar os quatro H’s:
4 \times 2 = 8
elétrons usados.

Passo 4

Não sobram elétrons para pares não ligantes. Logo, a estrutura de Lewis é apenas o C ligado a quatro H’s por ligações simples, sem pares isolados:
\begin{matrix} & \mathrm{H} & \\\ \mathrm{H} & -\mathrm{C}- & \mathrm{H} \\\ & \mathrm{H} & \end{matrix}

Passo 5

Calculamos a carga formal \mathrm{CF} de cada átomo pela fórmula
\mathrm{CF} = (\text{elétrons de valência}) - (\text{elétrons não ligantes}) - \tfrac12(\text{elétrons de ligação}).éêéãéçã
Para o carbono:
\mathrm{CF}_{\mathrm{C}} = 4 - 0 - \tfrac12(8) = 4 - 4 = 0.
Para cada hidrogênio:
\mathrm{CF}_{\mathrm{H}} = 1 - 0 - \tfrac12(2) = 1 - 1 = 0.

Passo 6

Não existe estrutura de ressonância em \mathrm{CH}_{4}, pois todas as ligações são idênticas e não há pares isolados que possam se deslocar.

Resposta

A estrutura de Lewis de \mathrm{CH}_{4} é
\begin{matrix} & \mathrm{H} & \\\ \mathrm{H} & -\mathrm{C}- & \mathrm{H} \\\ & \mathrm{H} & \end{matrix}
As cargas formais são todas zero e não há ressonância.

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