Estrutura de um composto: por Lewis

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Química orgânica 
 
 
 
 
ESTRUTURA DE UM COMPOSTO: POR LEWIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sumário 
 
Introdução .................................................................................................................................... 2 
 
Objetivos ....................................................................................................................................... 2 
 
1. Estrutura de Lewis .................................................................................................................... 2 
1.1. Definição ...................................................................................................................... 3 
1.2. Carga formal ................................................................................................................ 4 
 
Exercícios ...................................................................................................................................... 7 
 
Resumo ......................................................................................................................................... 8 
 
 
 
2 
 
Introdução 
Na apostila sobre compartilhar não doador aprendemos que o carbono pode 
formar até quatro ligações covalentes. De acordo com a regra do octeto, os átomos 
tendem a formar moléculas de modo a atingir a configuração de octeto na camada 
mais externa e assemelhar-se à configuração de um gás nobre. 
O carbono que é o principal elemento dos compostos orgânicos pode formar 
até quatro ligações covalentes de diferentes formas (tetravalente). Além das ligações 
com compartilhamento de dois elétrons (ligações simples), esses átomos podem 
formar ligações com compartilhamento de quatro elétrons (ligações duplas) ou com 
o compartilhamento de seis elétrons (ligações triplas) para atingir o octeto, ou seja, a 
configuração dos gases nobre. 
Nesta apostila iremos aprender sobre a estrutura de Lewis que corresponde a 
um desenho esquemático na qual é representada os elétrons que participam das 
ligações. Também iremos aprender a determinar a carga formal dos átomos. 
Objetivos 
• Determinar as estruturas dos compostos segundo Lewis; 
• Calcular a carga formal dos átomos. 
 
1. Estrutura de Lewis 
Através das ligações químicas os átomos atingem a estabilidade, 
completando oito elétrons na camada de valência e adquirindo a configuração dos 
gases nobres (figura 01). Os elétrons que participam das ligações estão presentes nas 
camadas de valência, Lewis desenvolveu estruturas com o objetivo de mostrar as 
normas fundamentais das ligações. 
As estruturas de Lewis são representações esquemáticas das ligações entre 
os átomos que formam uma molécula, também aparece nessa estrutura os pares de 
elétrons que não participam das ligações, chamados de pares de elétrons não 
ligantes ou pares de elétrons livres. 
As estruturas de Lewis esquematizam moléculas covalentes, ou seja, 
moléculas cujos átomos realizam compartilhamento de elétrons. Em algumas 
moléculas além das ligações covalentes comuns existem compartilhamentos de 
pares de elétrons livres formando uma ligação covalente especial, chamada de 
ligação covalente coordenada. Nas ligações covalentes coordenadas o par de 
 
3 
 
elétrons é proveniente de um átomo, que já completou o octeto e que possui um par 
de elétrons não ligante. 
01 
Os Gases Nobres: Argônio 
 
1.1 . Definição 
Nessa estrutura os elétrons da camada de valência são representados por 
pontos (:). Adicionam-se elétrons aos pares para que o máximo possível de átomos 
tenha oito elétrons. É comum que essa estrutura possua átomos com cargas 
positivas e negativas, mas se a molécula for NEUTRA isso significa que a soma das 
cargas (+) e (-) são iguais. Entendeu? 
Não se preocupe vamos ver isso em detalhe no cálculo da carga formal. 
 
Como desenhar a estrutura de Lewis? 
1) Inicialmente é necessário desenhar o esqueleto da molécula: 
Exemplo: Metano (CH4)(Figura 02) 
02 
2)Determine o número de elétrons da camada de valência de cada elemento: 
 
4 
 
IMPORTANTE! 
 
 
 
 
 
 
No metano temos C e H: 
Carbono: possui quatro elétrons na camada de valência, a molécula possui 
um átomo de carbono: 1x4 = 4 elétrons. 
Hidrogênio: possui um elétron na camada de valência, como são 4 átomos 
teremos 4x1 = 4 elétrons. 
3) Montar a estrutura de Lewis contendo todos os elétrons calculados no 
item 2. Todas as ligações covalentes serão representadas com dois elétrons 
compartilhados (:). Alguns elementos possuem elétrons não compartilhados, 
também chamados de elétrons não ligantes, esses elétrons também serão 
representados na estrutura. A seguir a representação da molécula do metano (Figura 
03). 
03 
Representação da molécula do metano 
 
1.2. Carga formal 
O nome carga formal significa que numa molécula, a carga não está em um 
átomo, mas distribuída ao redor desse átomo. A carga formal é a que melhor 
descreve a carga do átomo ou de um íon. Corresponde a carga formal do átomo 
dentro da molécula ou carga formal atômica. É calculada de acordo com a fórmula 1: 
𝐶𝐹 = 𝐸𝑉 − ( 𝐸𝑁𝐿 +
1
2
𝐸𝐶) (1) 
O que é camada de valência? 
Corresponde a última camada da distribuição eletrônica. 
Carbono: 
Número atômico: 6 
Distribuição eletrônica: 1s2 2s2 2p2 
Última camada: 2 (2s2 2p2) 
Número de elétrons da camada de valência: 4 
 
5 
 
ONDE: 
EV = quantidade de elétrons da camada externa do átomo livre ou número do 
grupo na tabela periódica; 
ENL = quantidade de elétrons presentes nos pares isolados (não 
compartilhados) do átomo na estrutura; 
EC = quantidade de elétrons compartilhados pelo átomo na estrutura. 
 
DICA 
 
 
 
 
QUAL É O VALOR DA CARGA FORMAL DA MOLÉCULA DE METANO? 
Carga formal do carbono: 
EV = 4 
ENL = 0 
EC = 8 
𝐶𝐹 = 4 − ( 0 +
1
2
8) = 0 
 
Carga formal do hidrogênio: 
EV = 1 (1s1) 
ENL = 0 
EC = 2 
𝐶𝐹 = 1 − ( 0 +
1
2
2) = 0 
 
Vamos praticar? 
A soma das cargas formais dos átomos corresponde à 
carga da molécula ou do íon. Essa soma será igual a 
zero para moléculas neutras. Com o cálculo da carga 
formal podemos determinar a estrutura da molécula, 
pois a estrutura correta será a que possui carga formal 
mais próxima de zero. 
 
 
6 
 
Prove com base na carga formal qual é a estrutura do dióxido de carbono 
(CO2). 
 
a) 
 
 
 
b) 
 
 
Alternativa a) 
Oxigênios (O) 
EV = 6 (1s2 2s22p4) 
ENL = 4 (possui dois pares de elétrons não compartilhados, ou não ligantes) 
EC = 4 
𝐶𝐹 = 6 − ( 4 +
1
2
4) = 0 
Carbono (C): 
𝐶𝐹 = 4 − ( 0 +
1
2
8) = 0 
 
Alternativa b) 
Oxigênio esquerdo (O) 
EV = 6 (1s2 2s22p4) 
ENL = 4 (possui dois pares de elétrons não compartilhados, ou não ligantes). 
EC = 4 
𝐶𝐹 = 6 − ( 4 +
1
2
4) = 0 
 
Oxigênio central (O) 
EV = 6 (1s2 2s22p4) 
ENL = 0 
.. .. 
O : : C : : O 
.. .. 
.. .. 
O : : O : : C 
.. .. 
 
7 
 
EC = 8 
𝐶𝐹 = 6 − ( 0 +
1
2
8) = +2 
Carbono (C): 
EV = 4 
ENL = 4 
EC = 4 
𝐶𝐹 = 4 − ( 4 +
1
2
4) = −2 
A estrutura correta será a que possui carga formal mais próxima de zero, ou 
seja, a alternativa a). 
Exercícios 
1) Assinale a alternativa correta. Qual é a estrutura de Lewis do acetileno 
(C2H2)? 
a) H:C: : :C:H. 
b) H: C: H :C . 
c) H: :C: :H: : C. 
d) H:C: : C:H.e) H.C: : :C.H. 
 
2) Em relação à estrutura da questão 1 qual é a alternativa correta? 
a) H-C=C-H. 
b) H-C≣C-H. 
c) H-C-C-H. 
d) H-C-H-C. 
e) H-C≡C-H. 
 
3) Determine a carga formal do nitrogênio na seguinte molécula: NH4 
a) +1. 
b) -2. 
c) 0. 
d) +2. 
e) -1. 
 
 
8 
 
 Gabarito 
 
1. A resposta correta é a alternativa a), nessa estrutura cada átomo de 
carbono compartilha 4 pares de elétrons e cada átomo de hidrogênio compartilha 2 
pares de elétrons. 
 
2. A resposta correta é a alternativa e), porque nessa molécula os átomos 
de carbono formam uma ligação tripla entre si e uma ligação simples com o 
hidrogênio. 
 
3. A resposta correta é a alternativa a). 
Nitrogênio (N) 
EV = 5 (1s2 2s22p1) 
ENL = 0 
EC = 8 
𝐶𝐹 = 5 − ( 0 +
1
2
8) = +1 
Resumo 
Na estrutura de Lewis os elétrons da camada de valência são representados 
por pontos (:), se compararmos com a estrutura plana o par de elétrons 
compartilhado é representado por um traço. Através dessa estrutura, Lewis 
demostrou as normas gerais das ligações químicas. 
A camada de valência é a última camada da distribuição eletrônica de um 
átomo, e corresponde a camada que participa da ligação. Os átomos se combinam 
visando atingir a estabilidade. Mas a estabilidade só será atingida quando cada 
átomo possuir oito elétrons na camada de valência (regra do octeto), a mesma 
configuração dos gases nobres. A exceção do hidrogênio (H) que atinge a 
estabilidade com dois elétrons na camada de valência, mesma configuração do hélio 
(He). 
O cálculo da carga formal se baseia na estrutura de Lewis das moléculas e 
representa a carga do átomo ou do íon. Com o cálculo da carga formal podemos 
determinar a estrutura da molécula, uma vez que a estrutura correta é a que possui 
carga formal mais próxima do zero. 
 
 
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Referências bibliográficas 
FONSECA, M. R. M. Química (ensino médio), vol.1. São Paulo: Ática, 2013. 
FELTRE, R. Química, vol. 1, 6. Ed. São Paulo: Moderna, 2004. 
 
Referências imagéticas 
Figura 01: WIKIMEDIA. Disponível em: 
https://commons.wikimedia.org/wiki/Argon#/media/File:Electron_shell_018_Argon.svg. Acesso em: 10/05/2019 
às 20h13min. 
Figura 02: Autora, 2019. 
Figura 03: Autora, 2019.