Qual é a carga formal em cada átomo em # CO_2 #?

Na ordem para determinar encargos formais para os átomos da molécula de dióxido de carbono, você precisa levar em conta o fato de que #"CO"_2# tem tres estruturas de ressonância que se parecem com isso:

NOTA: a estrutura real da molécula de dióxido de carbono é um híbrido entre essas três estruturas, mas mostrarei a cada uma delas separadas porque não quero que a resposta seja longa demais.

A molécula de dióxido de carbono tem um total de 16 elétrons de valência - 4 do átomo de carbono e 6 de cada um dos dois átomos de oxigênio, os quais foram contabilizados nas três estruturas de Lewis acima.

A maneira mais fácil de atribuir um carga formal em um átomo é comparar o número de elétrons de valência que o átomo possui com quantos elétrons "obtém" em uma molécula - assumindo que elétrons de ligação sejam compartilhados igualmente em todos os momentos, independentemente da eletro-negatividade.

Vamos começar com o primeiro Estrutura de Lewis. Formas de carbono Obrigações 4, o que significa que fica Elétrons 4 - 1 de cada ligação. Como o carbono possui 4 elétrons de valência, sua carga formal será zero.

O mesmo vale para os dois átomos de oxigênio. Ambos formam Obrigações 2, o que significa que eles recebem Elétrons 2. Além desses elétrons, ambos têm 2 pares isolados; isso traz o número total de elétrons que um átomo de oxigênio atinge 6 (2 + 4). Como o oxigênio possui 6 elétrons de valência, ele terá uma zero carga formal.

Passando para a segunda estrutura de Lewis. O carbono está na mesma posição em que estava antes - forma 4 ligações #-># zero carga formal. No entanto, as coisas mudaram para os átomos de oxigênio. Observe que o oxigênio à esquerda agora se forma Obrigações 3 com o carbono e tem 1 par solitário em vez de 2.

Isso significa que ele receberá Elétrons 5 - 3 das ligações e 2 do par solitário; agora ele tem um elétron a menos do que "precisa", ou seja, um a menos que seus elétrons de valência. Isso resultará em uma (+ 1) carga formal.

O oxigênio nas formas corretas 1 vínculo com o carbono e tem Pares solitários 3, para um total de Elétrons 7; uma vez que possui mais um elétron do que precisa, terá automaticamente um (-1) carga formal.

A terceira estrutura é idêntica à segunda em relação às cargas formais, mas desta vez o oxigênio à esquerda terá uma (-1) carga formal e à direita uma (+ 1) carga formal.