Carga formal y estructuras de puntos

en el vídeo anterior vimos los pasos para dibujar estructuras de puntos de lewis en este vídeo usaremos esos pasos para dibujar algunas estructuras y veremos cómo se relaciona la carga forma en un momento analizamos esta definición dibujemos rápidamente la estructura de puntos de louis para el cat ión amonio nh4 + primero vamos a calcular el número total de electrones de valencia si usa en la tabla periódica encontrarán que el nitrógeno se encuentra en el grupo 5 así que tiene 5 electrones de valencia y el hidrógeno tiene 1 pero como tenemos 4 hidrógenos 5 + 4 es igual a 9 electrones y como tenemos esta carga positiva eso significa que perdemos un electrón en total tenemos y ocho electrones de valencia ahora el nitrógeno es nuestro átomo central porque es el menos electro negativo sin tomar en cuenta al hidrógeno entonces tenemos al nitrógeno unido a cuatro átomos de hidrógeno hasta ahora ya colocamos 2 468 electrones ya colocamos todos los electrones de valencia esta es nuestra estructura y podemos ponerla entre corchetes para señalar la carga positiva ahora para calcular las cargas formales voy a redibujar la estructura sabemos que cada enlace covalente consiste en dos electrones tenemos 2 electrones en cada enlace y para calcular la carga formal del nitrógeno sabemos que el átomo libre se encuentra en el grupo 5 de la tabla periódica 5 electrones de valencia y a esto le restamos el número de electrones de valencia que hay alrededor del átomo en la molécula entonces si analizamos nuestra estructura observen que uno de los electrones del enlace está más cerca del hidrógeno y el otro está más cerca del nitrógeno así que alrededor del nitrógeno tenemos cuatro electrones de valencia entonces 5 menos 4 es igual a más 1 tenemos una carga formal positiva en el nitrógeno este cálculo fue para el nitrógeno ahora vamos con los hidrógenos para el hidrógeno el hidrógeno se encuentra en el grupo 1 de la tabla periódica así que tenemos un electrón de valencia en el átomo libre y a esto le restamos los electrones de valencia que tiene a su alrededor en la molécula observen que cada hidrógeno está rodeado por un electrón de valencia así que uno menos uno es igual a cero tenemos una carga formal igual a cero en todos los hidrógenos de nuestro catión amonio así es como podemos calcular las cargas formales ahora veamos cómo las cargas formales pueden afectar la estructura final aquí tenemos ácido sulfúrico el primer paso es calcular el número total de electrones de valencia entonces cada hidrógeno tiene uno y tenemos dos hidrógenos el azufre se encuentra en el grupo 6 de la tabla periódica así que tiene 6 electrones de valencia y el oxígeno también se encuentra en el grupo 6 pero como tenemos 4 6 por 4 es igual a 24 entonces 24 más 630 + 2 tenemos 32 electrones de valencia en total en el ácido sulfúrico ahora hay que definir quién es el átomo central sin tomar en cuenta el nitrógeno podría ser el azufre o el oxígeno si usa en la tabla periódica encontrarán que el oxígeno es más electro negativo que el azufre así que nuestro átomo central es el azufre y está unido a 4 átomos de oxígeno y después tenemos dos hidrógenos unidos a dos átomos de oxígeno tenemos un ácido veamos cuántos electrones de valencia ya colocamos aquí tenemos 2 468 10 y 12 entonces 32 menos 12 aún nos falta colocar 20 electrones de valencia y recuerden que en el siguiente paso podemos empezar a colocarlos en nuestros átomos terminales pero no los pondremos en el nitrógeno porque los hidrógenos ya están rodeados por dos electrones así que colocaremos algunos electrones en los oxígenos como el oxígeno cumple con la regla del octeto analicemos el oxígeno de arriba observen que este oxígeno ya está rodeado por dos electrones así que para completar su objeto necesita 6 electrones más 1 2 3 4 5 6 y lo mismo ocurre con el oxígeno de abajo ahora para los oxígenos de los lados observen que el oxígeno de la izquierda ya tiene 24 electrones a su alrededor y para completar su octeto solo necesita 4 electrones más así que agregamos dos pares de electrones libres y podemos hacer lo mismo con este oxígeno de la derecha muy bien veamos cuántos electrones agregamos colocamos 6 en el oxígeno de arriba 6 en el oxígeno de abajo llevamos 12 y después colocamos 4 en el de la derecha y 4 en el de la izquierda entonces 12 + 8 es igual a 20 ya colocamos todos los electrones de valencia supongamos que ésta es nuestra estructura ya tenemos un octeto alrededor del azufre también alrededor de los oxígenos y los hidrógenos están felices todo parece indicar que hemos terminado sin embargo calculemos las cargas formales recuerden que cada enlace covalente consiste en dos electrones entonces calculemos la carga forman t el oxígeno de arriba en este enlace uno de los electrones está más cerca del oxígeno y el otro está más cerca del azufre entonces el oxígeno está rodeado por 7 electrones ahora en el átomo libre el oxígeno tiene 6 electrones de valencia 6 menos 7 es igual a menos 1 y el oxígeno de arriba tiene una carga formal de menos 1 y el oxígeno de abajo también tiene una carga formal de menos 1 ahora analicemos el azufre sabemos que el azufre se encuentra en el grupo 6 de la tabla periódica y que el átomo libre tiene 6 electrones de valencia pero en la molécula este electrón está más cerca del azufre también este y estos electrones así que el azufre está rodeado por 4 electrones y 6 menos 4 es igual a más 2 entonces parecía que habíamos terminado pero tenemos muchas cargas formales menos uno más dos y menos uno y en la realidad las moléculas tienden a minimizar las cargas formales entonces re dibujemos rápidamente la estructura y veamos si podemos mover algunos electrones para minimizar las cargas formales no podemos agregar más electrones porque ya colocamos todos los 32 electrones de valencia que calculamos en total así que lo único que podemos hacer es compartir algunos electrones si tomamos este par de él acronis del oxígeno de arriba y los movemos hacia acá y también tomamos este par de electrones y los movemos hacia acá para formar un doble enlace dibujemos como nos queda la estructura y calculemos nuevamente las cargas formales ahora tenemos al azufre unido con un doble enlace al oxígeno de arriba y con otro doble enlace al oxígeno de abajo el oxígeno de arriba ahora tiene dos pares de electrones libres al igual que el oxígeno de abajo del lado izquierdo todo permanece igual tenemos un bache y también tenemos un h del lado derecho ok ahora analicemos las cargas formales recuerde cada enlace consiste en dos electrones entonces primero calculemos la carga formal del oxígeno de arriba el oxígeno libre tiene 6 electrones de valencia y en la molécula podemos ver que tiene 6 electrones a su alrededor entonces 6 menos 6 es igual a 0 el oxígeno de arriba ya tiene una carga formal igual a 0 y lo mismo ocurre con el oxígeno de abajo ahora analicemos el azufre el átomo libre tiene 6 electrones de valencia y observen que en la molécula el azufre está rodeado por 6 electrones entonces 6 menos 6 es igual a 0 y si calculamos la carga formal de alguno de los oxígenos de los lados por ejemplo el de la derecha alrededor de este átomo de oxígeno tenemos 6 electrones en total y 6 menos 6 es igual a cero así que esta estructura ya tiene cargas formales igual a cero esta es la estructura correcta finalmente hablemos de los objetos sabemos que los hidrógenos están felices rodeados por dos electrones los oxígenos están felices porque todos tienen su octeto y en este caso el azufre ha excedido su octeto pero no hay problema porque se encuentra en el periodo 3 de la tabla periódica y hablamos sobre eso en el vídeo anterior entonces esto es algo más que debemos tomar en cuenta al dibujar estructuras de puntos de lewis a veces las cargas formales pueden afectar la estructura final de la molécula oyón