Sabendo que, nos ácidos oxigenados (fórmula-base: HxEOy ), os átomos de H ionizáveis estão ligados a átomos de O , formando grupos - OH e que todos os átomos de O estão ligados ao átomo de E , escreva as fórmulas estruturais dos ácidos a seguir:
c) \mathrm{HClO}_{3};

Passo 1

O enunciado dá a fórmula do ácido: \mathrm{HClO_{3}}.
Pede para escrever a(s) fórmula(s) estrutural(is) seguindo a regra dada: nos ácidos oxigenados de fórmula-base \mathrm{H_xE O_y},
  • os átomos de \mathrm{H} ionizáveis estão ligados a átomos de \mathrm{O}, formando grupos -\mathrm{OH};
  • todos os átomos de \mathrm{O} estão ligados ao átomo central \mathrm{E} (aqui \mathrm{E}=\mathrm{Cl}).
    Informações relevantes listadas: a molécula tem 1 átomo de \mathrm{H}, 1 átomo de \mathrm{Cl} e 3 átomos de \mathrm{O}. A resolução começa no próximo passo.

Passo 2

Determinar quantos grupos -\mathrm{OH} existem a partir do número de hidrogênios ionizáveis.
Temos 1 átomo de \mathrm{H} em \mathrm{HClO_{3}}, então haverá exatamente 1 grupo -\mathrm{OH}. Em linguagem simples: o único \mathrm{H} vai “pendurado” num oxigênio como -\mathrm{OH}.

Passo 3

Colocar os átomos de oxigênio ligados ao átomo central \mathrm{Cl}.
A regra exige que todos os 3 átomos de \mathrm{O} estejam ligados ao \mathrm{Cl}. Então a conectividade é: \mathrm{Cl} ligado a três \mathrm{O}-s; um desses \mathrm{O} corresponde ao -\mathrm{OH} (já definido), os outros dois são apenas átomos de oxigênio ligados ao cloro.

Passo 4

Satisfazer a regra do octeto e escolher ligações simples/duplas razoáveis. (Aqui uma explicação didática do porquê de usarmos duplas em alguns oxigênios.)
  • Cada oxigênio, para ficar estável, tende a completar o octeto (8 elétrons ao seu redor).
  • Se ligarmos todos os \mathrm{O} ao \mathrm{Cl} por ligações simples, os oxigênios ficariam com carga formal negativa e o cloro com carga formal muito positiva — isto não é a melhor distribuição de cargas.
  • Para reduzir cargas formais e obedecer ao octeto dos oxigênios, é comum transformar pares solitários de oxigênios em ligações duplas com o átomo central.
  • O hidroxila -\mathrm{OH} precisa manter uma ligação simples ao \mathrm{Cl} porque o \mathrm{H} está ligado ao oxigênio. Os outros dois oxigênios podem formar ligações duplas com o \mathrm{Cl}.
  • Observação importante (que vale lembrar na prova): o cloro (elemento do terceiro período) pode expandir seu “octeto” e suportar ligações extras comparado a elementos do segundo período. Isso permite que tenhamos estruturas com \mathrm{Cl} ligado a mais de quatro pares de elétrons no total.

Passo 5

Montar a fórmula estrutural com base no que foi decidido: um grupo -\mathrm{OH} ligado ao \mathrm{Cl} e dois \mathrm{O} ligados por dupla ligação. Escrevendo isso de forma clara: um modo comum de representar é com o grupo hidroxila à esquerda e as duas oxigenações duplas indicadas. Portanto a representação típica é
\mathrm{HO{-}Cl(=O)_2}.
Interprete isso assim: o \mathrm{Cl} está ligado a três oxigênios; um oxigênio é o -\mathrm{OH} e os outros dois estão ligados por \mathrm{Cl}=\mathrm{O} (duplas).

Passo 6

Checagem rápida (consistência):
  • Número de átomos corresponde à fórmula: 1 H, 1 Cl, 3 O — OK.
  • Há exatamente um -\mathrm{OH} (porque há um \mathrm{H}) — OK.
  • Estrutura reduz as cargas formais nos oxigênios ao usar duplas, e é a forma usada convencionalmente para o ácido clórico.

Resposta

\mathrm{HO{-}Cl(=O)_2}

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