Resumo
Em alguns casos, há aparentemente mais de uma estrutura de Lewis válida para moléculas e íons politômicos. O conceito de encargos formais pode ser usado para ajudar a prever a estrutura de Lewis mais apropriada quando há mais de uma estrutura razoável.
Cálculo da carga formal
A carga formal de um átomo em Uma molécula é a carga hipotética que o átomo teria se os elétrons nos títulos forem uniformemente distribuídos entre os átomos. Alternativamente, a carga formal resulta quando o número de elétrons de valência de um átomo neutro, os elétrons nobonados são reduzidos pela primeira vez, seguidos pela subtração do número de links conectados a esse átomo na estrutura de Lewis.
Portanto, a carga formal é calculada da seguinte forma:
os cálculos de encargos formais podem ser verificados duas vezes, determinando a soma dos encargos formais para toda a estrutura. A soma das cargas formais de todos os átomos em uma molécula deve ser zero; A soma dos encargos formais em um ião deve ser igual à posição do íon. Lembre-se de que a carga formal calculada para um átomo não é a carga real do átomo na molécula. A taxa formal é apenas um procedimento de contabilidade útil; Não indica a presença de cobranças reais.
Cálculo da carga formal de estruturas de Lewis
As etapas a seguir são seguidas para atribuir encargos formais a cada átomo no ICL de íons intercalograficos4 -.
Passo 1. Divida os pares de elétrons da União igualmente para todos os links I-CL:
Passo 2. Atribuir pares solitários de elétrons aos seus átomos. Cada átomo de cloro agora tem sete elétrons designados, e o átomo de iodo tem oito.
Etapa 3. Subtrair este número de valencia Electron Number para o átomo neutro: iodo: 7 – 8 = -1
cloro : 7 – 7 = 0
A soma das acusações formais de todos os átomos é igual a -1, que é idêntica à carga de íons (-1).
Uso de carga formal para prever o Estrutura molecular
O arranjo de átomos em uma molécula ou íons é chamado de estrutura molecular. Em muitos casos, seguindo as etapas para escrever estruturas Lewis pode levar a mais de uma estrutura molecular possível: vários links diferentes e colocações de elétrons de torque solitários ou diferentes arranjos de átomos, por exemplo. Algumas diretrizes envolvendo carga formal podem ser úteis para decidir quais possíveis estruturas é mais provável para uma molécula ou íon específica:
- Uma estrutura molecular em que todas as cargas formais são zero é preferível a um em que Algumas acusações formais não são zero.
- Se a estrutura Lewis deve ter encargos formais não-zero, o acordo com os mais pequenos encargos formais não-nulos é preferível.
- As estruturas de Lewis são preferíveis quando as taxas formais adjacentes são zero ou o sinal oposto.
- escolhendo entre várias estruturas de Lewis com distribuições semelhantes de encargos formais, a estrutura com encargos formais negativos nos átomos é preferível mais eletronegativo.
Para ver como essas diretrizes são aplicadas, consideram algumas estruturas possíveis para o dióxido de carbono, CO2. Sabe-se que o menor átomo eletronegativo normalmente ocupa a posição central, mas as cargas formais ajudam a entender por que isso acontece. Três possibilidades para a estrutura podem ser desenhadas: carbono no centro com duas ligações duplas, carbono no centro com uma ligação única e tripla, e oxigênio no centro com dupla conexão.
Quando comparar os três encargos formais, a estrutura à esquerda pode ser identificada como preferível porque só tem acusações formais de zero .
Como outro exemplo, o íon do tionocianato, um ião formado a partir de um átomo de carbono, um átomo de nitrogênio e um átomo de enxofre, poderia ter três estruturas moleculares diferentes: NCS -, SNC ou CSN -. As cargas formais presentes em cada uma dessas estruturas moleculares podem ajudar a escolher o arranjo mais provável de átomos. As possíveis estruturas de Lewis e os encargos formais para cada uma das três estruturas possíveis para o íon do tiocianato são: carbono no centro com vínculo duplo, nitrogênio no centro com vínculos duplos e enxofre no centro com dupla ligação.
Por favor, note que a soma dos encargos formais em cada caso é igual a carga de íon ( -1). No entanto, o primeiro arranjo de átomos de carbono é preferido no centro, porque tem o menor número de átomos com cargas formais não zero.Além disso, coloque o átomo menos eletronegativo no centro e a carga negativa no elemento mais eletronegativo.
Este texto é adaptado de OpenStax, Química 2E, Capítulo 7.4 Cobranças formais e ressonância.