Represente todas as estruturas de ressonância significativas para cada uma das seguintes substâncias:
SO

Passo 1

O enunciado pede: representar todas as estruturas de ressonância significativas para a substância dada pelo SMILES <smiles>CS(C)=O</smiles>.
Informações que extraí do SMILES e da estrutura molecular:
  • A molécula é dimetilsulfoxi (dimetilsulfoxido), isto é, dois grupos metila ligados ao enxofre e um oxigênio duplamente ligado ao enxofre.
  • Conectividade: \mathrm{CH_3}-\mathrm{S}-\mathrm{CH_3} com um oxigênio ligado ao enxofre formando \mathrm{S}= \mathrm{O} na estrutura mais simples; fórmula condensada: \mathrm{(CH_3)_2S=O}.
  • O que se pede: desenhar as estruturas de ressonância (formas canônicas) significativas dessa molécula.

Passo 2

Rápida aula sobre ressonância (como se eu estivesse do seu lado na mesa de estudo):
  • Ressonância não é “movimento” real de elétrons no instante; são representações canônicas que, juntas, representam a estrutura real (um híbrido de ressonância).
  • Regras importantes para decidir quais formas são significativas:
    1. As estruturas devem obedecer ao número total de elétrons e à conectividade (não quebrar ligações sem justificativa).
    2. Quanto menos cargas formais distribuídas, melhor (tudo igual, menos cargas é preferível).
    3. Se houver cargas, é melhor que a carga negativa esteja em átomo mais eletronegativo e a positiva em átomo menos eletronegativo.
    4. Estruturas que respeitam o octeto (ou a valência razoável para elementos de terceira linha como S) são preferíveis.
  • Para sulfoxidos ( \mathrm{R_2S=O}) existe uma família típica de duas formas importantes: a forma neutra com \mathrm{S}= \mathrm{O} (dupla) e a forma zwitteriônica/ polarizada com \mathrm{S}^{+} \!-\! \mathrm{O}^{-} (ligação simples e cargas formais). Vamos ver por quê e como desenhar.

Passo 3

Desenhando a forma neutra (uma forma canônica):
  • Estrutura: \mathrm{CH_3}-\mathrm{S}(=\mathrm{O})-\mathrm{CH_3}.
  • Contagem de elétrons/ cargas formais:
    • Enxofre: valência 6. No desenho com 2 ligações simples a carbonos e uma dupla ao oxigênio e ainda um par de elétrons não compartilhado, o enxofre tem um par não-ligante ( 2 elétrons) e participa de 2 ligações simples + uma ligação dupla (total de 8 elétrons ao redor — octeto satisfeito). Formalmente: \text{carga formal em S} = 6 - (\text{elétrons não-ligantes}) - \tfrac{1}{2}(\text{elétrons de ligação})éãéçãAqui: não-ligantes =2, elétrons de ligação =8 então carga =6-2-4=0.
    • Oxigênio da dupla: dois pares não-ligantes (4 elétrons) + dupla ligação (4 elétrons); carga formal =6-4-2=0.
  • Conclusão: essa forma é neutra, sem cargas formais, e respeita o octeto. É uma estrutura canônica importante.

Passo 4

Desenhando a forma polarizada (zwitteriônica) — mover os elétrons da ligação π \mathrm{S}=\mathrm{O}:
  • Mecanismo de movimento de elétrons para obter a forma: empurrar o par de elétrons da ligação π \mathrm{S}=\mathrm{O} para o oxigênio. Isso transforma a dupla em uma simples e dá ao oxigênio um par extra — ficando com carga negativa; o enxofre perde a contribuição do par π e passa a ter carga positiva.
  • Estrutura resultante: \mathrm{CH_3}-\mathrm{S}^{+}-\mathrm{O}^{-}-\mathrm{CH_3} (onde a ligação \mathrm{S}-\mathrm{O} é simples, o oxigênio tem três pares de elétrons e carga ^-, e o enxofre tem carga ^+ e mantém um par solitário).
  • Cálculo de cargas formais nessa forma:
    • Oxigênio: valência 6, não-ligantes =6 (três pares), ligação simples =2 elétrons → carga =6-6-1=-1.
    • Enxofre: valência 6, supondo que mantenha um par não-ligante (2 e-) e três ligações simples (duas a carbonos e uma a oxigênio) totalizando 6 elétrons de ligação → carga =6-2-3=+1.
  • Esta forma coloca a carga negativa no oxigênio (mais eletronegativo) e a positiva no enxofre (atenção: enxofre, por ser de terceira linha, tolera bem carga positiva e expansão de valência), portanto é razoavelmente estável e contribui significativamente para o híbrido.

Passo 5

Comparação das duas formas e importância relativa:
  • Ambas obedecem à conectividade e à conservação de elétrons.
  • A forma neutra (com \mathrm{S}=\mathrm{O}) tem zero cargas formais — isso é bom.
  • A forma ionicizada (com \mathrm{S}^+ e \mathrm{O}^-) tem cargas, mas a carga negativa está no átomo mais eletronegativo (oxigênio), o que estabiliza essa forma; além disso, o enxofre pode acomodar carga positiva melhor do que átomos de segunda linha.
  • Resultado físico: a verdadeira ligação \mathrm{S}-\mathrm{O} é polarizada, com significativo caráter \mathrm{S}^+\!-\!\mathrm{O}^-; por isso as duas formas — a covalente \mathrm{S}=\mathrm{O} e a iônica \mathrm{S}^+ \!-\! \mathrm{O}^- — são ambas contribuintes importantes para o híbrido. Em linguagem prática: o vínculo tem caráter intermediário entre dupla covalente e ligação com grande polarização iônica.
  • Observação sobre explicações com orbital d: às vezes se descreve a dupla \mathrm{S}=\mathrm{O} envolvendo orbitais d do enxofre. Hoje em dia a visão baseada em ressonância polarizada (formas covalente e iônica) é mais usada para explicar as propriedades; não é necessário invocar d-orbitais para justificar a ligação.

Passo 6

Formas adicionais e por que não são significativas:
  • Poderiam ser desenhadas formas com cargas distribuídas para os carbonos (por exemplo, doação de elétrons dos C–S), mas essas colocariam carga negativa em carbono (menos estável) ou ruptura de octeto; portanto são de importância muito pequena e geralmente não listadas como contribuintes significativos.
  • Conclusão prática: as duas formas comentadas (neutra com \mathrm{S}=\mathrm{O} e zwitteriônica \mathrm{S}^+-\mathrm{O}^-) são as únicas relevantes/ significativas para representar o híbrido de ressonância do dimetilsulfoxido.

Resposta

\mathrm{CH_3}-\mathrm{S}(=\mathrm{O})-\mathrm{CH_3}\;\longleftrightarrow\;\mathrm{CH_3}-\mathrm{S}^{+}-\mathrm{O}^{-}-\mathrm{CH_3}

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