Carga formal

En este video vamos a presentar la idea de la  carga formal, y como veremos es una herramienta   que podemos usar como químicos para analizar  moléculas; no es la carga de la molécula entera,   en realidad es un número que podemos calcular  para cada uno de los átomos individuales en una   molécula. Y como veremos en futuros videos, nos  ayudará a pensar qué estructuras de resonancia,   qué configuraciones de una molécula contribuirán  más a un híbrido de resonancia. Así que antes de   profundizar en eso, vamos a dar una definición  de carga formal y luego, como práctica,   vamos a calcular la carga formal de los átomos  en cada una de estas estructuras de resonancia   para el ácido nitroso, ambos son estructuras  de Lewis legítimas, ambas son estructuras de   resonancia legítimas para el ácido nitroso,  pero pensaremos en cuál contribuye más al   híbrido de resonancia basándonos en la carga  formal. Para la definición de carga formal,   y vamos a hacer esto para cada átomo en nuestra  molécula, vamos a calcular el número de electrones   de valencia en un átomo neutrón libre y a eso le  vamos a restar el número de electrones de valencia   asignados al átomo enlazado. Y la siguiente  pregunta es: ¿qué significa ser asignado? Bueno,   desglosaré esta definición un poco. Si queremos  pensar en los electrones de valencia que se   asignan a un átomo enlazado, éstos van a ser el  número de pares de electrones solitarios más la   mitad del número de electrones compartidos. Así  que intentemos darle sentido a esto aplicando esta   definición de carga formal en los componentes del  ácido nitroso. Comencemos con este hidrógeno por   aquí. ¿Cuál es el número de electrones de valencia  en un átomo de hidrógeno neutro libre? Bueno,   hemos visto esto varias veces, podrías verlo en  la tabla periódica de los elementos. El hidrógeno   neutro libre tiene 1 electrón de valencia. Ahora,  ¿cuántos electrones de valencia se asignaron al   átomo enlazado? Bueno, una forma de pensar en esto  es dibujar un círculo alrededor de ese átomo en   la molécula para capturar todos los pares de  electrones solitarios. Podemos pensar en eso   como la mitad del enlace. Podríamos decir que para  cada enlace tenemos un electrón porque es la mitad   de los electrones compartidos, cada enlace tiene  2 electrones compartidos, pero tomamos la mitad   de esos y no tenemos pares solitarios por aquí.  Entonces, el número de electrones de valencia   asignados al átomo enlazado, en el caso de este  hidrógeno, es 1, así que estamos tratando con una   carga formal de 0 para este hidrógeno. ¿Y qué pasa  con este oxígeno de aquí? Bueno, hacemos el mismo   ejercicio. Me gusta dibujar un pequeño círculo  a su alrededor. Y así el número de electrones de   valencia en un átomo neutro libre de oxígeno, que  hemos visto varias veces, es 6. Y luego a eso le   vamos a restar el número de electrones de valencia  asignados al átomo enlazado, el átomo enlazado   tiene 2 electrones solitarios, y luego obtiene  la mitad de los electrones compartidos, de modo   que la mitad de los electrones compartidos sería  uno de este enlace, uno de este enlace y otro de   este enlace; los sumamos todos: 2, 3, 4, 5, 6 - 5  = 1 positivo. Y, entonces, la carga formal en este   átomo de oxígeno, en esta configuración del ácido  nitroso, es 1 positivo. ¿Y qué hay del nitrógeno?   Bueno, haremos un ejercicio similar. Un hidrógeno  neutro libre tiene 5 electrones de valencia,   lo hemos visto varias veces, y puedes verlo en  la tabla periódica de los elementos. Y luego a   eso le vamos a restar la cantidad de electrones de  valencia asignados al nitrógeno enlazado, vemos:   1, 2, 3, y luego un par de electrones solitarios,  así que son 5, y entonces tienes una carga formal   de 0 aquí. Y luego vemos este último oxígeno.  Este último oxígeno, un oxígeno neutro libre,   tiene 6 electrones de valencia, de esos  vamos a restar el número de electrones   de valencia asignados al átomo enlazado: 2, 4, 6  electrones solitarios más la mitad de este enlace,   así que eso es 7 electrones de valencia asignados:  6 - 7 = 1 negativo. Así que este oxígeno tiene una   carga formal de 1 negativo. Y quiero recordar que  no estamos hablando de la carga de la molécula   completa, la carga formal es realmente una  herramienta matemática que utilizamos para   analizar esta configuración. Pero una forma de  conceptualizarlo es que en esta configuración   este oxígeno en promedio tiene un electrón  más alrededor, un electrón de valencia más   a su alrededor de lo que tendría un oxígeno  neutro libre. Este oxígeno tiene un electrón   de valencia menos alrededor de lo que tendría  un oxígeno neutro libre. Ahora veamos esta   configuración aquí abajo. Bueno, este hidrógeno  es idéntico a este hidrógeno, no tiene pares de   electrones solitarios y sólo tiene un enlace  covalente a un oxígeno. Entonces haríamos el   mismo análisis para obtener que su carga formal  es 0. Pero ahora pensemos en este oxígeno aquí.   Un oxígeno neutro libre tiene 6 electrones de  valencia, la cantidad de electrones de valencia   asignados a este es 2, 4, 5 y 6, entonces 6 - 6 es  0, no hay carga formal. Y vamos a este nitrógeno.   El nitrógeno libre tiene 5 electrones de valencia,  este nitrógeno tiene 2, 3, 4, 5 electrones de   valencia asignados a él, así que menos 5 tiene  0 de carga formal. Y luego, por último, pero no   menos importante, este oxígeno de aquí. Un oxígeno  neutro libre tiene 6 electrones de valencia,   este tiene 2, 4, 5, 6 electrones de valencia  asignados al átomo enlazado, así que menos   6 es igual a 0. Lo que vemos es que esta primera  configuración, o podríamos decir que esta primera   estructura de resonancia del ácido nitroso, tenía  algo de carga formal, tenía +1 en este oxígeno y   -1 en este oxígeno, mientras que el de aquí abajo  no tenía carga formal, todo tenía una carga formal   de 0. Y como veremos en futuros videos, mientras  más cerca de 0 están las cargas formales de los   átomos individuales será más probable que  esa estructura de resonancia contribuya más   al híbrido de resonancia. Pero hablaremos más  sobre eso en futuros videos. El objetivo de este   es sólo para sentirnos cómodos calculando la carga  formal de los átomos individuales en una molécula.