Cálculo da Carga Formal

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Cálculo da Carga Formal
Se há mais de uma estrutura de Lewis possível para uma molécula ou íon, pode-se calcular a carga formal dos átomos e a que der mais próximo de zero é a correta.
Carga formal é a carga elétrica de um átomo considerando-se que há uma ligação covalente não polar (entre átomos sem diferença de eletronegatividade).
O seu cálculo pode ser feito através da fórmula:
Carga formal = (número de elétrons de valencia) - (número de elétrons não ligantes + 1/2 número de elétrons ligantes)
CF= V-NL-1/2L
Estabeleça o número de elétrons de valência que cada átomo livre possui observando o seu grupo na tabela periódica. A seguir, desenhe a estrutura de Lewis mostrando cada par como pontos (não como linha). Então, desenhe uma curva fechada em torno de cada átomo de forma a capturar todos os seus pares isolados de elétrons e mais um elétron de cada ligação. Conte esse número e subtraia este número do número de elétrons de valência do átomo livre.
Por exemplo, para calcular a carga formal no [HCN] (ácido cianídrico)
-Elétrons de valência: 1(H), 4(C), 5(N)
-Elétrons não ligantes: 0(H), 0(C), 2(N)
-Elétrons ligantes: 2(H), 8(C), 6(N)
Carga formal no Hidrogênio: 1-0-(1/2)2=0
Carga formal no Carbono: 4-0-(1/2)8=0
Carga formal no Nitrogênio: 5-2-(1/2)6=0
Portanto a carga formal na molécula é a soma das cargas formais individuais dos átomos, que é 0.
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Como saber se uma molécula segue ou não o arranjo do octeto?
Visto que existem exceções à regra do octeto, como podemos saber qual é o arranjo entre os átomos na formação de uma molécula que será o correto?
Isso pode ser feito através do cálculo da carga formal de cada estrutura. A carga formal que estiver mais próxima de zero é a que possui maior probabilidade de existência real.
Note que é “mais próximo de zero”, não precisa ser igual a zero.
A fórmula da carga formal (Cfo) é:
Onde:
V = quantidade de elétrons de valência do átomo livre;
L = quantidade de elétrons presentes nos pares isolados (não ligantes) do átomo na estrutura;
S = quantidade de elétrons compartilhados pelo átomo na estrutura.
Para entender como isso se dá, imagine que queremos saber qual é a estrutura eletrônica de Lewis para a molécula de SO2. Temos duas possibilidades de arranjos entre os átomos:
Calcula-se a carga formal de todos os átomos participantes das estruturas. Veja:
1ª Possibilidade:
Enxofre (S):                            Oxigênio (O)                                   Oxigênio (O) 
Cf(S) = 6 – (2 + ½ 8)        Cf(S) = 6 – (4 + ½ 4)                         Cf(S) = 6 – (4 + ½ 4)
Cf(S) =0                                        Cf(S) =0                                               Cf(S) =0
2ª Possibilidade:
Enxofre (S):                            Oxigênio (O)                                   Oxigênio (O) 
Cf(S) = 6 – (2 + ½ 6)       Cf(S) = 6 – (6 + ½ 2)                           Cf(S) = 6 – (4 + ½ 4)
Cf(S) = +1                                    Cf(S) = -1                                            Cf(S) =0
Com base nos resultados obtidos, podemos notar que a 1ª estrutura é a que tem maior probabilidade de existência real. Assim, sabemos que ela não segue a regra do octeto, mas que o enxofre expandiu sua camada de valência ficando estável com 10 elétrons.
Essa regra vale também para descobrir qual é o arranjo correto de íons.