Carga formal:
Dibujemos la estructura de Lewis para el dióxido de carbono.
1. Estructura de esqueleto
2. Número Total de electrones de valencia en CO2
= + = 4+ 12 = 16
3. Dibuja enlaces simples entre átomos. Se pueden dibujar dos enlaces, como se muestra en la figura de CO2, que representa cuatro electrones (2 pares de enlaces).
4. Distribuya los doce electrones restantes (16 – 4= 12) como seis pares solitarios a partir de la mayoría de los átomos electronegativos, el oxígeno. Seis pares solitarios se distribuyen a los dos oxígenos terminales (tres cada uno) para satisfacer su octeto.
5. Verificar clima todos los átomos tienen configuración de octetos. En la distribución anterior, el carbono central tiene dos pares cortos para octeto. Por lo tanto, para satisfacer la regla de octeto, se pueden mover dos pares solitarios de un oxígeno o un par de cada oxígeno para formar enlaces múltiples, lo que lleva a la formación de dos estructuras posibles para el dióxido de carbono, como se muestra a continuación
De manera similar, la estructura de Lewis para muchas moléculas dibujadas usando los pasos anteriores da más de una estructura aceptable. Consideremos las dos estructuras de dióxido de carbono mencionadas anteriormente.
Cuál de las formas anteriores representa la mejor distribución de electrones en la molécula. Para encontrar una respuesta, necesitamos saber la carga formal de cada átomo en las estructuras de Lewis. Carga formal de un átomo en una molécula, es la diferencia de carga eléctrica entre el electrón de valencia en un átomo aislado y el número de electrones asignados a ese átomo en la estructura de Lewis.
Donde,
Nv – Número de electrones de valencia de un átomo en su estado aislado.
Nl-Número de electrones presentes como pares solitarios alrededor del átomo en la estructura de Lewis
Nb – Número de electrones presentes en enlaces alrededor del átomo (pares de enlaces) en la estructura de Lewis]
Ahora calculemos la carga formal en todos los átomos en ambas estructuras,
Para Estructura 1,
Para estructura 2
Carga formal sobre carbono
Después de calcular los cargos formales, se puede seleccionar la mejor representación de la estructura de Lewis utilizando las siguientes pautas.
1. Una estructura en la que todos los cargos formales son cero preferidos sobre el que tiene cargos.
2. Se prefiere una estructura con cargos formales pequeños a otra con cargos formales más altos.
3. Se prefiere una estructura en la que se colocan cargas formales negativas en el átomo más electronegativo.
En el caso de las estructuras de CO2, se prefiere la estructura uno sobre la estructura 2, ya que tiene cero cargas formales para todos los átomos.