Como desenhar a estrutura de Lewis

RKA7GM - Aqui nós temos um guia de como desenhar estruturas de pontos. Vamos dizer que eu queira desenhar estrutura de pontos para esta molécula, que é o tetrafluoreto de silício. A primeira coisa que a gente precisa fazer é encontrar o número total de elétrons de valência. Feito isso, a gente vai adicionar 1 elétron para cada carga negativa, e nós vamos subtrair 1 elétron para cada carga positiva. Para a gente encontrar o número de elétrons de valência, a gente precisa olhar a nossa tabela periódica. E aqui embaixo eu tenho uma versão modificada da minha tabela periódica, vou centralizá-la aqui. Perceba que eu cortei uma parte da minha tabela periódica para que você foque nos elementos que a gente vai desenhar nas nossas estruturas de pontos, e também é mais fácil de ver o número do grupo que corresponde ao número de elétrons de valência. Por exemplo, se nós olharmos aqui para o primeiro grupo, a gente vai ter o hidrogênio, a gente vai ter o lítio, o sódio e o potássio. E todo este primeiro grupo vai ter 1 elétron de valência. Então, o número do grupo vai corresponder a quantos elétrons de valência cada elemento ou determinado elemento vai ter. Segundo esse pensamento, o hidrogênio vai ter 1 elétron de valência, certo? Agora, se nós pensarmos nos períodos, o hidrogênio vai estar no primeiro período, certo? Ou no primeiro nível de energia. Os períodos vão crescer na forma horizontal na nossa tabela periódica. Então, o hidrogênio vai estar no grupo 1, vai ter um elétron de valência. Mas, se nós olharmos aqui para o hélio, ele vai ter 2 elétrons de valência. Portanto, no primeiro nível de energia, a gente pode ter no máximo 2 elétrons. Vou marcar isso aqui do lado. Vou fazer em uma outra cor. Aqui eu vou marcar 2 elétrons. Isso vai ser importante quando a gente estiver desenhando as nossas estruturas de pontos, porque quando a gente vai desenhar o hidrogênio, ele vai estar cercado por 2 elétrons ou por uma ligação covalente simples. Eu só vou marcar que este aqui é o nosso primeiro período. Quando você pula para o segundo período da sua tabela periódica, perceba que o lítio vai ter 1 elétron de valência, o berílio vai ter 2, o boro 3, o carbono 4 o nitrogênio 5, o oxigênio 6 e assim por diante. No flúor você teria 7 e no neônio você teria 8 elétrons de valência. Então, você vai ter mais orbitais no segundo nível de energia. E é por esse motivo que você pode encaixar mais elétrons aqui. Eu vou marcar que aqui eu tenho 8 elétrons de valência. É daqui, deste segundo nível de energia, que vem a regra do octeto. Então, para elementos como o carbono, o nitrogênio, o oxigênio e o flúor, é fundamental você entender essa regra para desenhar a sua estrutura de pontos. Também é possível para alguns elementos do segundo período não ter 8 elétrons, e é possível ter menos. Coisas como o boro, às vezes, fazem isso. Mas para elementos, é possível ter mais de 8 elétrons. Sempre cheque a sua estrutura de pontos e tenha a certeza de que você tem um elemento no segundo período que não deve exceder 8 elétrons. Agora, quando você avança para o terceiro período, você vai ter mais orbitais ainda disponíveis. No primeiro nível de energia, você vai ter apenas 1 orbital, o orbital "s". No segundo, você tem os orbitais "s" e "p". E no terceiro nível de energia, você vai ter os orbitais "s", "p" e "d". Então, você pode colocar mais de 8 elétrons. Portanto, é possível ultrapassar a regra do octeto para elementos que estão a partir do terceiro período. E nós vamos ver alguns exemplos disso neste vídeo. Voltando para nossa molécula, se eu quiser encontrar quantos elétrons de valência eu tenho nesta molécula, eu preciso encontrar estes elementos na minha tabela periódica. E eu vou encontrar o silício no grupo 4. Vamos ver aqui, grupo 4, o silício vai estar aqui. Então, 1 átomo de silício vai ter 4 elétrons de valência. Vou circular que o silício está aqui no grupo 4. 1 átomo de silício vai ter 4 elétrons de valência. E agora eu tenho que encontrar o flúor. O flúor vai estar aqui no grupo 7. Isso quer dizer que ele vai ter 7 elétrons de valência. E como eu tenho 4 átomos de flúor aqui, eu tenho que multiplicar este valor por 4. Então, aqui eu tenho 28, e se eu somo 28 com 4, eu tenho um total de 32 elétrons de valência que eu preciso representar na minha estrutura de pontos. Agora vamos ver qual é o nosso próximo passo. Bom, eu encontrei o número total de elétrons de valência, o resto eu posso ignorar. E agora eu tenho que decidir o átomo central, eu tenho que pegar o menos eletronegativo e eu tenho que desenhar as minhas ligações. Vamos ver o que eu tenho que fazer. Para o nosso exemplo, estamos trabalhando com silício e flúor. E a gente pode usar a tabela periódica para encontrar o elemento menos eletronegativo. O flúor é o elemento mais eletronegativo da tabela periódica. Então, neste caso, o átomo de silício vai ser o menos eletronegativo, então ele vai estar no centro da nossa estrutura de pontos. Eu vou começar marcando aqui meu átomo de silício e eu sei que eu tenho 4 ligações com o flúor. Eu tenho uma ligação aqui, uma outra ligação aqui, uma ligação aqui para o lado esquerdo e uma outra ligação aqui para baixo. Eu fiz 4 ligações covalentes, e a gente sabe que cada ligação covalente vai representar 2 elétrons. Então, eu tenho 2, 4, 6, 8 elétrons de valência que eu já representei. Se eu subtrair 8 de 32, eu tenho ainda que representar 24 elétrons de valência. Então, 24 elétrons de valência que eu preciso colocar aqui nesta minha estrutura. Vamos olhar de novo o nosso guia. Eu tenho agora que colocar os elétrons que sobraram nos átomos terminais. Os meus átomos terminais, neste caso, vão ser os átomos de flúor. Cada flúor já tem 2 elétrons em volta dele e, como eu disse antes, o flúor, como está no grupo 2, vai seguir a regra do octeto. Então, eu tenho que colocar 6 elétrons em cada átomo de flúor para completar essa regra. Vou fazer isso, eu vou colocar 6 elétrons em cada átomo de flúor, 6 elétrons são 3 pares de elétrons. 2, 4, 6. 2, 4, 6. 2, 4, 6 elétrons. Bom, se para cada átomo de flúor eu coloquei 6 elétrons, 6 vezes 4 é igual a 24 elétrons de valência. Eu representei todos os elétrons que estavam faltando colocar nesta minha estrutura de pontos. Portanto, esta aqui deve ser a nossa estrutura de pontos final. Nós não precisamos fazer o nosso passo 4. Vamos voltar aqui. O passo 4 seria... se sobrassem elétrons, a gente teria que colocar esses elétrons que sobraram no nosso átomo central. Mas como a gente representou tudo, a gente pode ignorar esse passo. Eu tenho mais um exemplo. Vamos ver aqui embaixo. Bom, aqui embaixo eu tenho CH₂O, que é a fórmula molecular do formaldeído. Se a gente seguir o nosso guia, a primeira coisa que a gente precisa fazer é descobrir quantos elétrons de valência a gente tem, certo? Vamos encontrar na nossa tabela o carbono, o hidrogênio e o oxigênio. Vamos vir aqui em cima, e a gente vai encontrar os nossos elementos. Eu já encontrei o carbono, ele vai estar no grupo 4, então, eu tenho 4 elétrons de valência. Agora, eu vou encontrar o hidrogênio, está aqui no grupo 1, então eu tenho 1 elétron de valência. E agora tenho que encontrar o oxigênio. O oxigênio vai estar aqui no grupo 6. Então eu tenho 6 elétrons de valência. Certo? Vamos voltar no nosso exemplo e a gente vai marcar isso. Eu tenho o carbono que está no grupo 4, o hidrogênio está no grupo 1, mas como eu tenho 2, eu tenho que multiplicar. Então, tenho 1 vezes 2, e o oxigênio vai estar no grupo 6. Se eu contar quantos elétrons de valência tenho no total, eu tenho 12 elétrons de valência que eu tenho que representar na minha estrutura, certo? Vamos olhar de novo o nosso passo a passo. Encontrei o número total de elétrons de valência. Agora, eu tenho que decidir quem vai ser o meu átomo central, e o meu átomo central tem que ser o menos eletronegativo, exceto pelo hidrogênio. Voltando aqui, eu tenho que ignorar o hidrogênio e tenho que decidir entre o carbono e o oxigênio. E eu vou olhar na minha tabela periódica para eu conseguir tomar essa decisão. Bom, o carbono vai estar no grupo 4, e o oxigênio vai estar no grupo 6. O oxigênio é mais eletronegativo que o carbono. Lembre-se das tendências da eletronegatividade. Portanto, o carbono vai estar no centro da nossa estrutura de pontos, eu vou desenhar isso. Eu vou fazer aqui embaixo. Eu tenho aqui o carbono no centro, eu vou ter uma ligação com o hidrogênio de um lado, uma ligação com o hidrogênio do outro lado e eu tenho uma ligação aqui com o oxigênio. Vamos contar quantos elétrons de valência a gente já representou. Aqui eu tenho... vou fazer em uma outra cor, vou fazer em rosa. Aqui eu tenho 2, 4, 6 elétrons de valência. Se eu subtrair 6 de 12, eu ainda tenho que representar 6 elétrons de valência nesta minha estrutura de pontos. Vamos ler os nossos passos de novo, vamos voltar aqui. A gente decidiu o nosso átomo central, agora, a gente tem que colocar os elétrons que sobraram nos nossos átomos terminais. Então, vamos ver o que a gente vai fazer aqui neste caso. Neste caso, os nossos átomos terminais vão ser o hidrogênio e o oxigênio. Mas a gente não vai colocar os elétrons aqui no hidrogênio, porque ele já vai estar cercado por 2 elétrons. Então, a gente vai colocar estes 6 elétrons que sobraram em volta do nosso oxigênio. E o oxigênio vai seguir a regra do octeto. Ele já tem 2 elétrons. Então, a gente precisa colocar 6 elétrons em volta dele. A gente tem aqui um par de elétrons, 2, 3, eu representei os 6 elétrons que eu precisava. Mas a gente não acabou com a nossa estrutura de pontos ainda, não é? O carbono vai seguir a regra do octeto também. A gente tem que dar uma olhadinha no nosso passo 4. Vamos ver aqui rapidinho o passo 4. Se necessário, coloque os elétrons que sobraram no átomo central. Se o átomo central tem um octeto, ou excedeu o octeto, você geralmente terminou. A gente tem que checar as cargas formais. Se o átomo central não tem o octeto, crie múltiplas ligações. Vamos olhar aqui embaixo, vamos ver o nosso caso. Vamos ver se a gente consegue criar algumas ligações aqui neste caso. Então, se eu pegar, por exemplo, um destes pares de elétrons. Vou marcar em azul, um destes pares de elétrons. E vamos dizer que eu vá colocar estes pares de elétrons para cá. Vamos ver o que acontece com a nossa estrutura de pontos se eu fizer isso. Vou redesenhar, eu vou ter um carbono ligado a um hidrogênio aqui, ligado a outro hidrogênio, e aqui eu teria uma ligação dupla se formando, certo? Vou desenhar melhor. Eu teria uma ligação dupla se formando aqui, uma ligação dupla com o oxigênio. E aqui a gente não teria mais 3 pares solitários de elétrons, a gente teria apenas 2 pares no oxigênio. Esta aqui seria a estrutura de pontos correta para o formaldeído. Você tem um octeto de elétrons ao redor do carbono, e você vai ter um octeto de elétrons ao redor do oxigênio. E o hidrogênio já vai ter 2 elétrons ao redor dele. Então, esta vai ser a nossa estrutura de pontos correta. E eu vou falar de terminologias bem rapidinho neste caso. Esta ligação dupla que eu estou assinalando em rosa é uma ligação dupla entre o carbono e o oxigênio. E estes aqui são elétrons ligados que eu marquei em rosa, porque, obviamente, eles vão estar envolvidos em ligações. Estes elétrons, eu vou marcar em verde, são elétrons solitários, são chamados de pares solitários de elétrons, e são elétrons não ligados. Estas são algumas terminologias que você vai me ouvir falar muito quando eu estiver falando de estruturas de pontos. Só lembrando de novo, o carbono vai ter um octeto aqui, certo? Vamos contar quantos elétrons realmente eu tenho. Aqui eu tenho 2, 4, 6, 8 elétrons, certo? Agora, a gente vai fazer mais um exemplo. Desta vez, a gente vai fazer um exemplo com um íon. Então, aqui embaixo eu tenho este meu outro exemplo. A primeira coisa que a gente precisa fazer é descobrir quantos elétrons de valência a gente vai ter para o xenônio e para o flúor. E a gente vai fazer isso usando a tabela periódica. Vamos voltar aqui em cima de novo e a gente vai encontrar. O xenônio vai estar aqui no grupo 8. Ele vai ter 8 elétrons de valência. E o flúor, como a gente já viu antes, vai estar aqui no grupo 7. Então, eu vou ter 7 elétrons de valência. Eu vou marcar isso lá embaixo. Eu vou vir aqui, o xenônio vai estar no grupo 8, o flúor vai estar no grupo 7, e como tenho 5 fluores aqui, eu tenho que fazer 7 vezes 5, isso vai ser igual a 35, se eu somar 35 com 8, eu vou ter um total de 43 elétrons de valência. Mas espere, isto aqui é um íon, certo? Eu tenho uma carga positiva. E o que o nosso guia dizia quando a gente tinha uma carga positiva? Vamos olhar aqui em cima. Só para checar. O nosso guia diz que quando a gente tem uma carga positiva, a gente tem que subtrair 1 elétron. Então, eu não vou ter 43 elétrons de valência para representar. Eu vou ter 42. Aqui eu tenho, na realidade, 42 elétrons de valência para representar na minha estrutura de pontos. Agora a gente tem que decidir qual é o nosso átomo central. E como a gente viu antes, o flúor vai ser o elemento mais eletronegativo. Então, eu vou colocar o xenônio no meio da minha estrutura de pontos. Eu vou marcar o xenônio aqui no meio. E eu vou ter 5 ligações com flúor. Então, eu vou ter 1 ligação para cá, uma para cá, 2, 3, 4, 5, e eu vou marcar os meus átomos de flúor. Então, eu tenho aqui o flúor, 5. Agora, vamos ver quantos elétrons de valência a gente já representou. Eu tenho aqui 2, 4, 6, 8, 10 elétrons de valências. Se eu subtrair 10 de 42, eu tenho mais 32 elétrons de valência para representar nesta estrutura, certo? Então, como a gente já viu antes, eu tenho que colocar primeiro estes elétrons que sobraram nos nossos átomos terminais, ou seja, nos átomos de flúor. Como o flúor vai seguir a regra do octeto, eu tenho que colocar 6 elétrons em cada um destes átomos que eu tenho aqui, certo? Vou começar colocando aqui, 6 elétrons, 3 pares de elétrons em cada átomo de flúor. 2, 4, 6. 2, 4, 6. E aqui de novo, 2, 4, 6 elétrons. Eu tenho 5 átomos de flúor e eu coloquei 6 elétrons em cada um. Então, 6 vezes 5 é igual a 30. E ainda vai me sobrar aqui 2 elétrons de valência para representar nesta estrutura. Vamos voltar lá no nosso guia para ver o que a gente vai fazer com estes 2 elétrons de valência que sobraram. Vamos olhar aqui em cima novamente. A gente encontrou o número total de elétrons de valência, a gente decidiu quem é o nosso átomo central, e coloque os elétrons que sobraram nos átomos terminais, a gente fez isto. E agora, o passo 4: se necessário, coloque os elétrons que sobraram no nosso átomo central. Então, a gente tem que fazer isso, a gente vai pegar estes 2 elétrons que sobraram da nossa estrutura e a gente vai colocar aqui no xenônio. Eu vou representar este par de elétrons aqui. Agora, perceba que o xenônio já ultrapassou a regra do octeto e tudo bem se isso acontecer, porque você pode expandir a camada de valência porque o xenônio vai estar além do terceiro período na tabela periódica. Neste vídeo a gente não vai conversar sobre cargas formais, mas fique atento aos próximos vídeos. Eu peguei estes 2 elétrons que sobraram e coloquei aqui no xenônio. Alguns livros, alguns professores dizem que a gente tem que colocar colchetes, porque isto aqui é um íon, e marcar a carga que a gente tem desse íon. Então, estou desenhando aqui estes colchetes, e a minha carga é uma carga positiva. Nós vamos fazer muitos exemplos sobre como desenhar estruturas de pontos nos próximos vídeos. E saber desenhar essas estruturas nos ajuda e permite predizer a geometria ou o formato das nossas moléculas.