Como desenhar estruturas de Lewis

RKA21MC - Olá, meu amigo(a), tudo bem com você? Seja muito bem-vindo(a) a mais um vídeo da Khan Academy Brasil. Neste vídeo, vamos conversar sobre a construção do diagrama de Lewis. O diagrama de Lewis é algo que provavelmente você já viu antes, e ele é uma boa forma de visualizar como os átomos de uma molécula estão ligados um com o outro. Além disso, ele tende a mostrar quantos pares de elétrons de valência de um átomo não estão sendo compartilhados. Inicialmente, eu vou lhe mostrar um exemplo, aí depois eu vou lhe mostrar algumas regras, uma espécie de passo a passo para construir o diagrama de Lewis, ok? Bem, vamos lá. O primeiro exemplo que nós vamos ver aqui é o tetrafluoreto de silício. Tetrafluoreto é apenas uma forma elegante de dizer que a gente tem quatro flúores, beleza? Agora, o primeiro passo da construção aqui do nosso diagrama é fazer a seguinte pergunta: Quais são os elétrons que nos interessam? Se estamos falando sobre os elétrons que provavelmente vão reagir, estamos falando sobre os elétrons de valência. Eu vou colocar aqui apenas "E.V." para representar que nós estamos falando sobre os elétrons de valência, tudo bem? Vamos pensar aqui sobre a quantidade de elétrons de valência total que nós temos envolvidos aqui no tetrafluoreto de silício? Bem, para pensar sobre isso podemos pensar sobre quantos elétrons de valência o silício tem, e depois quantos elétrons de valência cada um dos flúores tem, isso, claro, se cada um deles fossem apenas átomos livres e neutros, não se esqueça que temos quatro flúores, então precisamos multiplicar a quantidade de elétrons de valência do flúor por quatro. Para saber os valores, a gente precisa da ajuda da tabela periódica dos elementos, não é? Então vamos observar aqui na tabela e procurar pelo silício. A sua camada externa é a terceira camada, e nessa terceira camada temos um, dois, três, quatro elétrons de valência, então o silício aqui tem quatro elétrons de valência. Vamos adicionar isso aqui como a quantidade de elétrons de valência dos quatro flúores. Um átomo de flúor livre e neutro tem sua camada externa na segunda camada, e nessa camada externa temos um, dois, três, quatro, cinco, seis, sete elétrons, então cada um desses flúores tem sete elétrons de valência, mas existem quatro deles, não é? Então multiplicamos isso aqui por quatro. Uma molécula de tetrafluoreto de silício vai ter um número total de elétrons de valência igual a 4 mais 7 vezes 4, que é 28, e 7 mais 28 é igual a 32, então temos 32 elétrons de valência no total. Agora, o próximo passo é pensar sobre como isso pode ser configurado. Como regra geral, a gente sempre vai querer colocar o átomo menos eletronegativo no centro, e já falamos sobre isso antes, mas você pode até ver aqui a partir da tabela periódica dos elementos que o flúor é realmente o elemento mais eletronegativo. Assim, tenderemos a colocar o silício no centro e cada um desses flúores aqui do lado de fora, no caso, ao redor do silício. Então, vamos fazer isso aqui, vamos colocar o silício no centro, e aí precisamos colocar os quatro flúores em algum lugar. Sendo assim, vamos colocar um flúor aqui, um flúor aqui, um flúor aqui e um flúor aqui. Agora a próxima etapa é colocar as ligações entre os flúores e o silício. Pela simplicidade, vamos dizer que temos apenas ligações simples entre o silício e cada um desses flúores, ok? Vamos fazer isso aqui então agora. Temos uma ligação aqui, uma ligação aqui, uma ligação aqui e uma ligação aqui. Agora cada uma dessas ligações covalentes, cada uma dessas linhas em nosso diagrama de Lewis, representa dois elétrons. Então, por exemplo, essa aqui que eu estou fazendo em amarelo representa dois elétrons que são compartilhados por esse flúor e esse silício, essa aqui são mais dois elétrons que são compartilhados entre esse flúor e o silício, essa aqui são mais dois elétrons que são compartilhados entre esse flúor e o silício, e essa são mais dois elétrons que são compartilhados entre esse flúor e o silício. Até agora, quantos elétrons nós contabilizamos? Bem, cada uma dessas linhas representa dois elétrons, então temos dois, quatro, seis, oito elétrons. Se subtrairmos oito elétrons desse valor que calculamos aqui, vamos ter ainda 24 elétrons de valência que precisam ser representados aqui. A nossa regra de ouro aqui é tentar colocar esses elétrons nesses átomos tendo como objetivo completar oito elétrons de valência em cada um deles. Em geral, tentamos atingir a regra do octeto para qualquer átomo, exceto para o hidrogênio, o hidrogênio só precisa obter dois nessa camada externa, mas para o flúor temos que chegar a oito elétrons. Já temos dois aqui que estão sendo compartilhados, sendo assim ele precisa de mais seis, então eu vou adicionar esses seis aqui, coloco dois aqui, dois aqui e dois aqui, Assim eu tenho seis, e vamos fazer a mesma coisa aqui com esse outro flúor, dois, quatro, seis. Vamos fazer aqui com esse flúor também, dois, quatro, seis. E por último e não menos importante, com esse flúor aqui também, dois, quatro, seis. Agora quantos elétrons temos contabilizados? Vamos ver. Seis nesse flúor, seis nesse flúor, seis nesse flúor, e seis nesse flúor. Seis vezes quatro é igual a quanto? É 24, então temos 24 elétrons, e 24 menos 24 é igual a zero. Agora temos todos os elétrons de valência. Isso é bom, porque nós queríamos dar conta de todos os elétrons de valência, queríamos representá-los de alguma forma nesse diagrama de Lewis e conseguimos fazer isso. A próxima coisa a fazer é verificar se todos os átomos estão satisfeitos quanto à regra do octeto. Já vimos que os flúores estão se sentindo muito bem, porque cada um deles já tem oito elétrons na camada externa, Cada um deles tem seis elétrons que não estão formando vínculo, e cada um deles está compartilhando dois elétrons que estão ligados ao silício. Sendo assim, cada um deles realmente já possui oito elétrons de valência. Agora, vamos ver o silício. O silício também está com quatro ligações, e cada ligação tem dois elétrons, então o silício também está obedecendo à regra do octeto. Diante de tudo isso, eu me sinto muito confiante de que esse é o diagrama de Lewis, às vezes chamado de estrutura de Lewis, para o tetrafluoreto de silício. Bem, apenas para deixar as coisas formalizadas sobre cada etapa do que acabamos de fazer, eu vou lhe passar o passo a passo aqui, mas você vai ver que tudo isso acaba sendo muito intuitivo, e até por isso que eu preferi inicialmente lhe mostrar esse exemplo, para que você veja que isso realmente é muito intuitivo, mas vamos lá. Como você pode ver, o primeiro passo foi encontrar o número total de elétrons de valência. Nós fizemos isso, esses são os quatro do silício, e aí temos 28 dos flúores. Aqui também diz para adicionar um elétron para cada carga negativa e subtrair um elétron para cada carga positiva. Não tivemos que fazer isso nesse exemplo porque é uma molécula neutra, mas em alguns casos a gente vai ter que fazer. Na segunda etapa é dito para decidir qual é o átomo central, que deve ser o menos eletronegativo, exceto para o hidrogênio, e é por isso que escolhemos o silício, porque o flúor é o átomo mais eletronegativo, e aí depois disso desenhamos as ligações. Vimos que as ligações fazem parte dos oito elétrons, por isso subtraímos esses elétrons do total calculado na etapa 1, e isso é apenas para manter o controle do número de elétrons de valência que estamos contabilizando. Ao fazer isso aqui no nosso exemplo, ficamos com 24 sobrando. A próxima etapa diz para atribuir os elétrons de valência para os átomos de fora, os átomos que estão nos terminais. Repare que colocamos pares de elétrons em todos esses flúores, com isso colocamos seis elétrons a mais para cada um deles, e aí todos foram capazes de cumprir a regra do octeto. A gente subtrai esses elétrons do total, só para ter certeza que realmente usamos todos os elétrons que tínhamos aqui. Inclusive, é dito aqui para subtrair os elétrons do total encontrado na etapa 2. Realmente, vimos que todos os nossos elétrons foram contabilizados. Por último, na etapa 4 é dito que caso seja necessário, atribua os elétrons restantes no átomo central. Não tivemos que fazer isso nesse exemplo, mas em alguns casos a gente vai ter que fazer. Se o átomo central tem um octeto ou excede um octeto, normalmente já terminamos. Nesse caso aqui do nosso exemplo, a gente tinha um octeto, então concluímos, mas ainda é dito aqui que se o átomo central não tiver um octeto, é preciso criar ligações múltiplas. Mais uma vez, nesse exemplo ficamos apenas com ligações simples, mas em exemplos futuros veremos casos em que teremos que realizar essas outras partes aqui das etapas. Vamos deixar isso aqui para outros vídeos, ok? Eu espero que você tenha compreendido tudo direitinho aqui, e mais uma vez eu quero deixar para você um grande abraço, e falar que aguardo você em uma próxima!