Qual è la carica formale di ciascun atomo in # CO_2 #?
Per determinare accuse formali per gli atomi nella molecola di anidride carbonica devi tener conto del fatto che #"CO"_2# ne ha tre strutture di risonanza che assomiglia a questo:
NOTA A MARGINE: la struttura effettiva della molecola di biossido di carbonio è un ibrido tra queste tre strutture, ma ti mostrerò ognuna di esse separate perché non voglio che la risposta diventi troppo lunga.
La molecola di biossido di carbonio ha un totale di 16 elettroni di valenza - 4 dall'atomo di carbonio e 6 da ciascuno dei due atomi di ossigeno, ognuno dei quali è rappresentato nelle tre strutture di Lewis sopra.
Il modo più semplice per assegnare a carica formale su un atomo è confrontare il numero di elettroni di valenza che ha l'atomo con quanti elettroni "prende" in una molecola - supponendo che gli elettroni di legame siano condivisi equamente in ogni momento indipendentemente da elettronegatività.
Cominciamo con il primo Struttura di Lewis. Forme di carbonio 4 obbligazioni, il che significa che ottiene 4 elettroni - 1 per ogni legame. Poiché il carbonio ha 4 elettroni di valenza, la sua carica formale sarà zero.
Lo stesso vale per entrambi gli atomi di ossigeno. Entrambi formano 2 obbligazioni, il che significa che ottengono 2 elettroni. Oltre a questi elettroni, hanno entrambi 2 coppie solitarie; questo porta il numero totale di elettroni a cui arriva un atomo di ossigeno 6 (2 + 4). Poiché l'ossigeno ha 6 elettroni di valenza, avrà a zero carica formale.
Passando alla seconda struttura di Lewis. Il carbonio è nella stessa posizione di prima: forma 4 legami #-># zero carica formale. Tuttavia, le cose sono cambiate per gli atomi di ossigeno. Notare che l'ossigeno a sinistra ora si forma 3 obbligazioni con il carbonio e ha 1 coppia solitaria invece di 2.
Ciò significa che otterrà 5 elettroni - 3 dai legami e 2 dalla coppia solitaria; ora ha un elettrone in meno di quanto "necessiti", cioè uno in meno dei suoi elettroni di valenza. Ciò si tradurrà in a (+ 1) carica formale.
L'ossigeno sulle forme giuste 1 legame con il carbonio e ha 3 coppie solitarie, per un totale di 7 elettroni; poiché ha un elettrone in più di quello di cui ha bisogno, avrà automaticamente a (-1) carica formale.
La terza struttura è identica alla seconda rispetto alle cariche formali, ma questa volta l'ossigeno sulla sinistra otterrà a (-1) carica formale e quella a destra a (+ 1) carica formale.
