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:
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)
Em n = -2, teríamos
V = 6 (Família 16)
L = 2 (2 elétrons não ligantes)
S = 8 (8 elétrons compartilhados)
Em n = -3, teríamos
V = 7 (Família 17)
L = 3 (3 elétrons não ligantes)
S = 8 (8 elétrons compartilhados)
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.