Considere a estrutura de Lewis do oxiânion poliatômico mostrado a seguir, em que X é um elemento do terceiro período (Na ao Ar). Ao alterar a carga total, n, de 1-para 2- para 3-, obtemos três íons poliatômicos diferentes. Para cada um desses íons (a) identifique o átomo central, X, (b) determine a carga formal do átomo central, X; (c) Represente uma estrutura de Lewis que faça com que a carga formal no átomo central seja igual a zero. [Seções 8.5, 8.6 e 8.7]

Passo 1

Faaala, galera!!! Em (a), vamos começar pensando no caso de 1-. Teríamos neste caso, que a fórmula de Lewis teria um elétron a mais, certo? Sendo assim, teríamos que a quantidade total de elétrons seria:

Para os 4 Oxigênios: 8*4 = 32

Para o X: 1*4 = 4

Total: 36

Como temos n = 1-, o total é de 37 elétrons.

Como está no terceiro período, temos que o átomo central pode ser qualquer um entre Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl e Ar. Vamos lembrar que este átomo realiza 4 ligações, logo, ele é propício a ter 4 elétrons na camada de valência. Mas, como temos um total de 37 elétrons, podemos dizer que temos 1 elétron sobrando, sem realizar a ligação. Assim, ele teria 5 elétrons na CV, sendo necessariamente, da família 15, ou 5A, certo?

Assim, conseguimos concluir que o átomo em questão quando n = -1, é o Fósforo (P), localizado no terceiro período, na família 15.

Passo 2

Ainda em (a), teríamos no caso de n=-2, que a fórmula de Lewis teria dois elétrons a mais, certo? Sendo assim, teríamos que a quantidade total de elétrons seria:

Para os 4 Oxigênios: 8*4 = 32

Para o X: 1*4 = 4

Total: 36

Como temos n = 2-, o total é de 39 elétrons.

Como está no terceiro período, temos que o átomo central pode ser qualquer um entre Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl e Ar. Vamos lembrar que este átomo realiza 4 ligações, logo, ele é propício a ter 4 elétrons na camada de valência. Mas, como temos um total de 37 elétrons, podemos dizer que temos 1 elétron sobrando, sem realizar a ligação. Assim, ele teria 6 elétrons na CV, sendo necessariamente, da família 16, ou 6A, certo?

Assim, conseguimos concluir que o átomo em questão quando n = -2, é o Enxofre (S), localizado no terceiro período, na família 16.

Passo 3

Por fim, em (a), teríamos no caso de n=-3, que a fórmula de Lewis teria três elétrons a mais, certo? Sendo assim, teríamos que a quantidade total de elétrons seria:

Para os 4 Oxigênios: 8*4 = 32

Para o X: 1*4 = 4

Total: 36

Como temos n = 3-, o total é de 40 elétrons.

Como está no terceiro período, temos que o átomo central pode ser qualquer um entre Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl e Ar. Vamos lembrar que este átomo realiza 4 ligações, logo, ele é propício a ter 4 elétrons na camada de valência. Mas, como temos um total de 37 elétrons, podemos dizer que temos 1 elétron sobrando, sem realizar a ligação. Assim, ele teria 7 elétrons na CV, sendo necessariamente, da família 17, ou 7A, certo?

Assim, conseguimos concluir que o átomo em questão quando n = -3, é o Cloro (Cl), localizado no terceiro período, na família 17.

Passo 4

Em b, como vimos na seção 8.6 do livro, a carga formal é dada por:

C F = V - ( L + 1 2 S )

em que CF é a carga formal, V é a quantidade de elétrons de valência do átomo livre, L é a quantidade de elétrons presentes nos pares isolados (não ligantes) do átomo na estrutura e S é a quantidade de elétrons compartilhados pelo átomo na estrutura.

Em n = -1, teríamos

V = 5 (Família 15)

L = 1 (1 elétron não ligante)

S = 8 (8 elétrons compartilhados)

C F = 5 - ( 1 + 1 2 * 8 ) = 5 - 5 = 0

Em n = -2, teríamos

V = 6 (Família 16)

L = 2 (2 elétrons não ligantes)

S = 8 (8 elétrons compartilhados)

C F = 6 - ( 2 + 1 2 * 8 ) = 6 - 6 = 0

Em n = -3, teríamos

V = 7 (Família 17)

L = 3 (3 elétrons não ligantes)

S = 8 (8 elétrons compartilhados)

C F = 7 - ( 3 + 1 2 * 8 ) = 7 - 7 = 0

Passo 5

Como temos que nos casos de n = -1, -2 e -3 a carga formal é zero, então:

Resposta

a) P, S e Cl.

b) 0, 0 e 0.

c) Nos casos em que n = -1, -2 e -3.