Resumo da resposta: As estruturas de Lewis foram determinadas contando os elétrons de valência totais para cada espécie, posicionando o átomo menos eletronegativo como central e distribuindo pares solitários para satisfazer a regra do octeto, com ressonância aplicada quando necessário.
Introdução
As estruturas de Lewis representam a distribuição de elétrons de valência em moléculas e íons. Para construí-las corretamente, seguimos um procedimento sistemático que garante a estabilidade eletrônica das espécies químicas.
Desenvolvimento
Passo 1: Contagem de Elétrons de Valência
Cada estrutura requer contagem precisa dos elétrons disponíveis:
| Espécie | Elementos | Cálculo | Total |
|---|
| GeCl₃⁻ | Ge(4) + 3×Cl(7) + carga(-1) | 4 + 21 + 1 | 26 e⁻ |
| FCO²⁻ | F(7) + C(4) + O(6) + carga(2-) | 7 + 4 + 6 + 2 | 19 e⁻* |
| CO₃²⁻ | C(4) + 3×O(6) + carga(2-) | 4 + 18 + 2 | 24 e⁻ |
| AlCl₄⁻ | Al(3) + 4×Cl(7) + carga(-1) | 3 + 28 + 1 | 32 e⁻ |
| FNO | F(7) + N(5) + O(6) | 7 + 5 + 6 | 18 e⁻ |
Nota: FCO²⁻ apresenta número ímpar de elétrons, o que é incomum. Pode ser erro de digitação no enunciado original.
Passo 2: Estrutura GeCl₃⁻
- Átomo central: Ge (menos eletronegativo que Cl)
- Ligações: 3 ligações simples Ge-Cl
- Pares solitários: Cada Cl tem 3 pares; Ge tem 1 par livre
- Geometria: Pirâmide trigonal (com 1 par isolante)
..
:Cl:
\
Ge—Cl:..
/ ¨
:Cl:..
Passo 3: Estrutura CO₃²⁻ (Carbonato)
- Ressonância importante: 3 estruturas equivalentes
- Cada estrutura tem: 1 ligação dupla C=O e 2 ligações simples C-O⁻
- A carga negativa (-2) se distribui igualmente entre os 3 oxigênios
Estruturas de Ressonância:
O⁻ O O⁻
│ ║ │
O═C─O⁻ ↔ O─C─O⁻ ↔ O⁻─C═O
│ │ ║
O⁻ O⁻ O
Conceito-chave: Na realidade, todas as ligações C-O são idênticas (intermediárias entre simples e dupla).
Passo 4: Estrutura AlCl₄⁻
- Átomo central: Al (pode expandir octeto)
- Ligações: 4 ligações simples Al-Cl
- Pares solitários: Cada Cl tem 3 pares; Al não tem pares livres
- Geometria: Tetraédrica
Cl
|
Cl—Al—Cl
|
Cl
Passo 5: Estrutura FNO
- Átomo central: N (menor eletronegatividade)
- Possíveis estruturas: F-N=O ou F-N≡O
- Forma mais estável: F-N=O com par solitário no N
:F—N═O:
¨
## Análise
Pontos Importantes
- Regra do Octeto: Todos os átomos (exceto Al) devem ter 8 elétrons na camada de valência
- Carga Formal: Deve ser minimizada para determinar a estrutura mais estável
- Ressonância: Quando múltiplas estruturas contribuem igualmente, a verdadeira estrutura é híbrido de ressonância
- Elétrons Ímpares: FCO²⁻ com 19 elétrons sugere erro no enunciado (deveria ser par)
Comparação de Espécies
| Espécie | Tipo | Ressonância? | Expansão Octeto |
|---|
| GeCl₃⁻ | Íon | Não | Sim (Ge) |
| CO₃²⁻ | Íon | Sim (3 formas) | Não |
| AlCl₄⁻ | Íon | Não | Sim (Al) |
| FNO | Neutro | Possível | Sim (N pode expandir) |
Conclusao
As estruturas de Lewis demonstram como os elétrons de valência se organizam para formar ligações químicas estáveis. A ressonância é particularmente importante no íon carbonato (CO₃²⁻), onde três estruturas contribuem igualmente para a estabilização da carga negativa. Para questões de concursos, recomenda-se sempre verificar a contagem de elétrons antes de desenhar a estrutura final.