1.6 : Estruturas de Lewis e Cargas Formais

Os símbolos de Lewis podem ser usados ​​para indicar a formação de ligações covalentes, que são mostradas nas estruturas de Lewis – desenhos que descrevem a ligação em moléculas e íons poliatômicos. A tabela periódica pode ser usada para prever o número de elétrons de valência em um átomo e o número de ligações que serão formadas para atingir um octeto. Elementos do grupo 18, como argônio e hélio, possuem configurações eletrônicas preenchidas e, portanto, raramente participam de ligações químicas. No entanto, os átomos do grupo 17, como o bromo ou o iodo, precisam de apenas um elétron para atingir o octeto. Consequentemente, os átomos pertencentes ao grupo 17 podem formar uma única ligação covalente. Os átomos do grupo 16 precisam de dois elétrons para atingir um octeto; portanto, eles podem formar duas ligações covalentes. Da mesma forma, o carbono, que pertence ao grupo 14, precisa de mais quatro elétrons para atingir um octeto; assim, o carbono pode formar quatro ligações covalentes.

Considere a estrutura de Lewis da molécula de cloro:

A estrutura de Lewis indica que cada átomo de Cl possui três pares de elétrons que não são usados ​​na ligação (chamados de pares solitários) e um par de elétrons compartilhado (escrito entre os átomos). Às vezes, um traço (ou linha) é usado para indicar um par compartilhado de elétrons: Cl–Cl

Um único par compartilhado de elétrons é chamado de ligação simples. Cada átomo de Cl interage com oito elétrons de valência: os seis nos pares solitários e os dois na ligação simples. No entanto, um par de átomos pode precisar compartilhar mais de um par de elétrons para atingir o octeto necessário.

Uma ligação dupla se forma quando dois pares de elétrons são compartilhados entre um par de átomos, como entre os átomos de carbono e oxigênio no CH₂O (formaldeído).

Uma ligação tripla se forma quando três pares de elétrons são compartilhados por um par de átomos, como no monóxido de carbono (CO).

A carga formal de um átomo em uma molécula é a carga hipotética que o átomo teria se os elétrons nas ligações estivessem distribuídos uniformemente entre os átomos. A carga formal pode ser calculada subtraindo a soma do número de elétrons não-ligantes e o número de ligações em um átomo (ou metade do número de elétrons ligantes) do número de elétrons de valência do átomo neutro:

Carga formal = # elétrons da camada de valência (átomo livre) - # par de elétrons solitários - # ligações

Os cálculos de carga formal podem ser verificados novamente determinando a soma das cargas formais para toda a estrutura. A soma das cargas formais de todos os átomos de uma molécula neutra deve ser zero; a soma das cargas formais de um íon deve ser igual à carga do íon. Lembre-se de que a carga formal calculada para um átomo não é a carga real do átomo na molécula. A carga formal é apenas um procedimento contábil útil; não indica a presença de cargas reais.