Exemplo resolvido: estrutura de Lewis do formaldeído (CH₂O)

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 resolver um exemplo sobre a construção do diagrama de Lewis. Nesse exemplo, eu vou construir um diagrama de Lewis para o formaldeído. Um formaldeído tem um carbono, dois hidrogênios e um oxigênio, ou seja, CH₂O. Sabendo disso, pause esse vídeo e tente construir a estrutura de Lewis, ou diagrama de Lewis, para o formaldeído. E aí, fez? Vamos fazer isso juntos agora? O primeiro passo a ser feito, e inclusive já vimos isso em um vídeo anterior, é pensar sobre todos os elétrons de valência para essa molécula. Sendo assim, vamos contabilizar a quantidade total de elétrons de valência. O motivo de fazer isso é para que a gente vá descontando a quantidade de elétrons de valência do total enquanto a gente vai construindo a estrutura e utilizando os elétrons de valência. Para descobrir a quantidade total de elétrons de valência, precisamos olhar na tabela periódica dos elementos. Por exemplo, no caso do carbono, ele está na segunda linha, nesse segundo período, portanto a segunda camada é a camada externa, e nessa camada temos um, dois, três, quatro elétrons de valência, portanto o carbono tem quatro elétrons de valência. Agora, em relação ao átomo de hidrogênio livre e neutro, ele vai ter apenas um elétron de valência, porém temos esses dois hidrogênios aqui, então teremos aqui duas vezes um, que é dois. Não podemos esquecer do oxigênio, o oxigênio também está no segundo período, então ele tem a segunda camada como camada externa, e ele tem um, dois, três, quatro, cinco, seis elétrons de valência. Assim, o total de elétrons de valência aqui será: quatro mais dois, que é seis, mais seis, que é igual a 12 elétrons de valência. Agora que fizemos isso, vamos para a segunda etapa, que é tentar desenhar a estrutura com ligações simples. Uma questão chave aqui para fazer isso é: qual será o átomo central? A regra geral diz que o átomo menos eletronegativo deve ficar no centro, e o hidrogênio é um ótimo candidato, porém ele não entra nessa regra. Então a gente descarta o hidrogênio. Sendo assim, ficamos entre o carbono e oxigênio. Como sabemos, o oxigênio é um dos átomos mais eletronegativos, ele é um dos elementos mais eletronegativos da tabela periódica dos elementos, ele está aqui muito próximo do flúor, então com isso o carbono acaba sendo um ótimo candidato para ser o átomo central. Então vamos colocar o carbono bem aqui no centro? Depois disso, vamos colocar esses outros átomos ao seu redor. A gente costuma chamar esses átomos que estão ao redor do átomo central de átomos terminais. Vamos colocar nosso oxigênio aqui e nossos dois hidrogênios aqui também, um aqui e um aqui. Agora precisamos desenhar as linhas que representam as ligações. Essas linhas são ligações simples, e isso aqui representa dois elétrons de valência. Isso aqui também representa dois elétrons de Valência, e isso aqui também representa dois elétrons de valência. Quantos elétrons de valência utilizamos aqui? Dois, quatro, seis elétrons de valência. Então, se eu subtrair seis elétrons de valência daqui eu vou ficar com quantos? 12 menos 6 é igual a 6, então eu fico com seis elétrons de valência aqui. Agora vamos para a próxima etapa, que é alocar os elétrons de valência restantes, tentando com isso chegar à regra do octeto, mas isso só para os átomos que não são o hidrogênio, porque o hidrogênio só precisa de dois elétrons de valência. Sabendo disso, vamos alocar os elétrons de valência que sobraram. Vamos começar aqui pelo oxigênio. Esse oxigênio já tem esses dois elétrons que estão sendo compartilhados aqui, assim, para chegar à regra do octeto ele precisa de mais seis, então vamos colocar esse seis elétrons aqui, temos um, dois, três, quatro, cinco, seis, eu acabei de usar os seis elétrons de valência, então eu não tenho mais nada aqui para brincar, mas vamos ver como os átomos estão se sentindo quanto à regra do octeto? O hidrogênio aqui está compartilhando esses dois elétrons que estão nessa ligação covalente. Como ele só precisa de dois elétrons de valência, ele está se sentindo muito bem com isso, afinal, com esses dois elétrons que estão sendo compartilhados, ele consegue fingir que já tem dois elétrons de valência em sua camada externa, que nesse caso é a primeira camada e, como sabemos, a primeira camada fica completa com dois elétrons. A mesma coisa para esse outro hidrogênio aqui. Então, pelo menos para os átomos terminais, O oxigênio e os dois hidrogênios, eles estão se sentindo como se eles já tivessem uma camada externa completa. Porém, chegamos à quarta etapa, onde precisamos olhar para o nosso átomo central. Sendo assim, vamos nos concentrar aqui no átomo central. Será que precisamos de mais ligações? Será que precisamos fazer algo interessante aqui? Como podemos perceber, o carbono só possui dois, quatro, seis elétrons nele, seis elétrons de valência, porém ele adoraria ter oito para ter a camada externa completa. E como podemos fazer ele atingir esse objetivo? Bem, poderíamos adicionar mais ligações. E de onde poderia vir essas ligações? Viriam de algum par de elétrons que está sozinho em algum átomo. Bem, os únicos pares de elétrons solitários estão pairando aqui ao redor desse oxigênio, então que tal a gente pegar esse par de elétrons solitários aqui e usá-lo para construir uma outra ligação covalente? Dessa forma, o nosso diagrama de Lewis ficará assim. Eu acho melhor redesenhar isso aqui, vamos fazer isso? Temos aqui o carbono, e aí temos as três ligações covalentes originais. A gente também tinha um hidrogênio aqui e um hidrogênio aqui. Ah, claro, também tínhamos um oxigênio aqui, porém agora formamos uma nova ligação covalente. Não podemos esquecer também que ainda temos outros dois pares de elétrons ao redor do oxigênio. Então vamos desenhar isso aqui, temos esses dois elétrons e esses dois elétrons ao redor do oxigênio. Agora sim, isso está muito bonito, porque o oxigênio ainda tem oito elétrons ao seu redor, quatro em pares isolados e quatro que estão sendo compartilhados aqui através dessa ligação dupla. Cada um dos hidrogênios tem esses dois elétrons e eles estão sendo compartilhados através de cada uma dessas ligações covalentes. Agora, por último temos o carbono realizando quatro ligações covalentes, duas ligações simples e uma ligação dupla. Como cada ligação simples tem dois elétrons associados, temos aqui oito elétrons ao redor do carbono. E pronto, isso realmente se parece com a estrutura, ou diagrama de Lewis, para o formaldeído. Eu espero que você tenha compreendido tudo direitinho, e mais uma vez eu quero deixar aqui para você um grande abraço e até a próxima!