Qual è la carica formale su ogni atomo in CO_2?

Qual è la carica formale su ogni atomo in CO_2?
Anonim

Al fine di determinare le cariche formali per gli atomi nella molecola di anidride carbonica è necessario tener conto del fatto che # "CO" _2 # ha tre strutture di risonanza che assomigliano a questo:

NOTA A MARGINE: la struttura attuale della molecola di anidride carbonica è un ibrido tra queste tre strutture, ma ti mostrerò solo ognuna di esse separata perché non voglio che la risposta diventi troppo lunga.

La molecola di anidride carbonica 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 una carica formale su un atomo è confrontare il numero di elettroni di valenza che l'atomo ha con quanti elettroni "ottiene" in una molecola - supponendo che gli elettroni di legame siano condivisi equamente in ogni momento, indipendentemente da elettronegatività.

Iniziamo con la prima struttura di Lewis. Forme di carbonio 4 legami, il che significa che ottiene 4 elettroni - 1 da ciascun legame. Poiché il carbonio ha 4 elettroni di valenza, la sua carica formale sarà zero.

Lo stesso vale per entrambi gli atomi di ossigeno. Si formano entrambi 2 legami, il che significa che ottengono 2 elettroni. Oltre a questi elettroni, entrambi hanno 2 coppie solitarie; questo porta il numero totale di elettroni a cui un atomo di ossigeno arriva 6 (2 + 4). Poiché l'ossigeno ha 6 elettroni di valenza, avrà a zero carica formale.

Passiamo alla seconda struttura di Lewis. Il carbonio si trova nella stessa posizione in cui era 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 legami con il carbonio e ha 1 paio solitario invece di 2.

Ciò significa che otterrà 5 elettroni - 3 dai legami e 2 dalla coppia solitaria; ora ha un elettrone in meno di quello che "ha bisogno", vale a dire uno in meno rispetto ai suoi elettroni di valenza. Ciò comporterà 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 del necessario, avrà automaticamente un (-1) carica formale.

La terza struttura è identica alla seconda rispetto alle cariche formali, ma questa volta l'ossigeno a sinistra otterrà un (-1) carica formale e quella a destra a (+1) carica formale.