Estrutura de Lewis do ácido carbônico: desenho e explicações detalhadas

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Neste artigo, “estrutura de lewis do ácido carbônico”, desenho da estrutura de lewis do ácido carbônico e explicações detalhadas relevantes são discutidas brevemente.

O ácido carbônico é um ácido fraco consistindo em dois tipos de íons, íon hidrogênio (H+) e íon carbonato (CO32-). Hidrogênio, carbono e oxigênio têm 1, 6 e 8 elétrons respectivamente. Entre eles, apenas os elétrons de valência e não ligados são mostrados ao redor dos respectivos átomos.

Definição, métodos de desenho da estrutura de Lewis com cálculo formal de carga e estrutura de Lewis do ácido carbônico são o foco principal deste artigo.

O que é Estrutura de Lewis?

A estrutura de Lewis também conhecida como estrutura de pontos de Lewis é um tipo de representação estrutural especial de qualquer espécie molecular, na qual os elétrons de valência são basicamente mostrados ao redor dos respectivos átomos junto com as ligações (iônicas e covalentes) envolvidas nessa molécula em particular.

Este tipo especial de representação foi introduzido pela primeira vez pelo grande cientista Gilbert. N. Lewis através de seu artigo intitulado “O Átomo e a Molécula” no ano de 1916.

Estrutura de pontos de Lewis tem um grande significado na química inorgânica. O número total de elétrons que não participam da ligação pode ser facilmente determinado a partir da estrutura de pontos de Lewis e o número de elétrons de valência também pode ser calculado a partir da estrutura esquelética da estrutura de pontos de Lewis. Esse novo conceito também oferece uma maneira de calcular a carga formal de cada átomo presente naquela molécula em particular.

Métodos de desenho da estrutura de Lewis

Existem alguns pontos explicados abaixo que devem ser mantidos em mente para desenhar o lewis estrutura de pontos-

  • Como os elétrons de valência têm um papel significativo na desenhando estrutura de pontos de lewis portanto, os elétrons da camada mais externa devem ser identificados e contados primeiro para prosseguir em outras etapas.
  • A camada de valência da maioria dos átomos, exceto o gás nobre, não é preenchida com elétrons. Eles precisam de um número específico de elétrons para serem preenchidos em sua camada de valência e alcançar a configuração eletrônica de gás nobre. Isso é chamado de regra do octeto até os átomos residirem em 2nd período.
  • Agora, o próximo passo é calcular o número total de elétrons que participam da confirmação da ligação covalente ou iônica.
  • Estes são os principais parâmetros que devem ser determinados primeiro para desenhar o estrutura esquelética lewis dot de qualquer molécula.
estrutura de Lewis do ácido carbônico
Estrutura de pontos Lewis do HOBr.
Crédito de imagem: Wikimedia Commons.

No acima estrutura de lewis de HOBr, elétrons não ligantes de oxigênio e bromo são mostrados ao redor deles. O oxigênio tem oito elétrons com seis elétrons de valência e o bromo tem sete elétrons de valência. Entre eles, dois elétrons do oxigênio estão envolvidos na formação de ligações com hidrogênio e bromo.

Entre os sete elétrons da camada mais externa do bromo, apenas um elétron participa da formação da ligação covalente com o oxigênio. Resto dos seis elétrons permanecem como pares de elétrons não ligados.

O hidrogênio tem apenas um elétron e é usado na formação de ligações covalentes com o oxigênio. Assim, nenhum elétron é deixado como elétrons não ligados.

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Estrutura de Lewis do ácido carbônico

O ácido carbônico é um ácido dibásico fraco com uma fórmula química H2CO3. É preparado a partir da reação entre dióxido de carbono (CO2) e água (H2O) tendo massa molar 62.03 g/mol e ponto de fusão -800 C.

Estrutura de Lewis do ácido carbônico
Carbônico Estrutura de Lewis Ácido

Hidrogênio, carbono e oxigênio são três átomos presentes no ácido carbônico. O carbono é o átomo central e tem número atômico seis (1s2 2s2 2p2). Entre esses seis elétrons, quatro elétrons ocupam a camada de valência (elétrons de valência). O carbono usa seus quatro elétrons da camada de valência em formações de ligações covalentes. Assim, nenhum elétron é deixado como pares de elétrons não ligantes.

No oxigênio, seis elétrons são os elétrons da camada mais externa do total de oito elétrons. Entre esses seis elétrons, dois elétrons estão envolvidos na formação de ligações com hidrogênio e carbono (uma ligação simples com hidrogênio e outra ligação covalente com carbono). O restante dos quatro elétrons são mostrados como pares de elétrons não ligantes ao redor do átomo de oxigênio.

Por fim, o hidrogênio tem apenas um elétron, bem como um elétron da camada de valência. Este elétron é usado para formar a ligação covalente com o oxigênio e não há elétron como elétron não ligante.

Cálculo de Carga Formal de Ácido Carbônico

Um dos papéis significativos da estrutura de Lewis como carga formal pode ser calculado a partir dessa representação estrutural.

jpeg ácido carbônico
Ácido carbónico.
Crédito de imagem: Wikimedia Commons
  • Carga formal = Número total de elétrons de valência – número de elétrons permanecem como não ligados – (número de elétrons envolvidos na formação da ligação/2)
  • Carga formal do átomo central, carbono = 4 – 0 – (8/2) = 0
  • Carga formal de oxigênio duplamente ligado ao átomo de carbono = 6 – 4 – (4/2) = 0
  • Carga formal de oxigênio ligada por ligação simples com carbono e hidrogênio = 6 – 4 – (4/2) = 0
  • Carga formal de hidrogênio = 1 – 0 – (2/2) = 0

A partir do cálculo formal da carga de cada átomo no ácido carbônico, conclui-se que o ácido carbônico é uma molécula neutra.

Perguntas Mais Frequentes (FAQ)

O ácido carbônico é dissolvido em água?

Resposta: Sim, o ácido carbônico é dissolvido em água. Dissocia-se em solução aquosa e forma H+ íon e íon bicarbonato (HCO3-).

Quais são os usos do ácido carbônico?

Resposta: O ácido carbônico tem diferentes usos em diferentes campos, como é usado na preparação de refrigerantes e outras bebidas. Além disso, é um dos elementos importantes de sangue que transporta o dióxido de carbono para fora do corpo.

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