Ho trovato un sito con questa formula se vuoi,
Addebito formale = [Numero di elettroni di valenza sullatomo] – [elettroni non legati + numero di legami]
Non credo di utilizzarlo correttamente in trovare le cariche formali di ogni atomo in $ \ ce {SO_4 ^ {2 -}} $. $ \ ce {S} = 2 $, $ \ ce {O} = – 1 $ e laltro $ \ ce {O} = 0 $ e se li sommate non ricevo laddebito complessivo di -2.
Come risolvete gli addebiti formali?
Risposta
La tua formula è corretta. Se $ V $ è il numero di elettroni di valenza originariamente assegnati a un atomo, $ N $ è il numero di elettroni non leganti e $ B $ è il numero di legami ($ \ frac {1} {2} $ del numero di legando elettroni per essere più precisi), la carica formale $ FC $ è:
$$ FC = V – (B + N) $$
Lo ione solfato ha due strutture valide che potresti disegnare, uno con lo zolfo con carica formale pari a zero e uno con lo zolfo con carica formale di +2. Le strutture seguenti (dalla pagina di Wikipedia , resa di dominio pubblico) seguono la fastidiosa ma ammissibile convenzione di sostituire le coppie solitarie con le barre.
Se la struttura a sinistra (# 1) è corretta, latomo di zolfo ($ V = 6 $) ne ha sei obbligazioni ($ B = 6 $) e nessuna coppia solitaria ($ N = 0 $). Due atomi di ossigeno (V = 6) hanno due legami ($ B = 2 $) e due coppie solitarie ($ N = 4 $), mentre gli altri due atomi di ossigeno hanno un legame ($ B = 1 $) e tre coppie solitarie ($ N = 6 $). Latomo di zolfo e due atomi di ossigeno hanno $ FC = 0 $ e i restanti due atomi di ossigeno hanno $ FC = -1 $ per una carica complessiva sullo ione di $ -2 $.
$$ FC_ { \ ce {S}} = 6- (6 + 0) = 0 $$ $$ FC _ {\ ce {O_ {1,2}}} = 6- (2 + 4) = 0 $$ $$ FC _ {\ ce {O_ {3,4}}} = 6- (1 + 6) = – 1 $$
Se la struttura a destra (# 2) è corretta, allora latomo di zolfo ($ V = 6 $) ha quattro obbligazioni ($ B = 4 $) e nessuna coppia solitaria ($ N = 0 $). Tutti e quattro gli atomi di ossigeno (V = 6) hanno un legame ($ B = 1 $) e tre coppie solitarie ($ N = 6 $). Latomo di zolfo ha $ FC = + 2 $ e gli atomi di ossigeno hanno $ FC = -1 $ per una carica complessiva sullo ione di $ -2 $. $$ FC _ {\ ce {S}} = 6- (4 + 0) = + 2 $$ $$ FC _ {\ ce {O}} = 6- (1 + 6) = – 1 $$
Ma aspetta! Una domanda più fondamentale potrebbe essere: “Come può lo ione solfato avere due strutture molto diverse che impongono cariche formali diverse sugli atomi di zolfo e ossigeno?”
La carica formale è un bel meccanismo di contabilità, ma non ha una relazione sperimentalmente valida con la carica effettiva su qualsiasi atomo nella maggior parte delle molecole o ioni. La carica formale è uguale alla carica effettiva solo sulle specie monoatomiche. La carica formale rientra nella categoria dei modelli che utilizziamo in chimica che sono 1) utili, 2) producono la risposta corretta se usati correttamente e 3) completamente falsi. Altri modelli in questa categoria includono numero di ossidazione, VSEPR, risonanza ed elettronegatività. Levidenza sperimentale suggerisce che la struttura reale del solfato combina le caratteristiche sia della struttura n. 1 che della struttura n. 2, ma sarebbe difficile disegnare utilizzando i formalismi che abbiamo adottato:
- Tutti e quattro $ \ ce { SO} $ bond hanno la stessa lunghezza (# 2).
- La lunghezza dei $ \ ce {SO} $ bond è inferiore a un normale $ \ ce {SO} $ single bond e più lunga di un normale $ \ ce {SO} $ doppio (# 1).
- Latomo di zolfo ha una carica positiva parziale (# 2) (nota che le cariche parziali, a differenza delle cariche formali, hanno qualche base sperimentale).
- I quattro atomi di ossigeno hanno cariche parziali negative equivalenti (# 2).
- Le cariche parziali negative sugli atomi di ossigeno si aggiungono a più di $ -2 $ ma non vicino a $ -4 $ (# 1).
Risposta
La risposta di Ben Norris “è eccellente. Collaborerò con un procedura più visiva, quindi può fornire un punto di vista diverso.
Per come lho imparato, i numeri di ossidazione possono essere determinati cercando di capire w qui gli elettroni di legame presumono che i legami siano ionici al 100%, mentre le cariche formali possono essere determinate scoprendo dove sarebbero gli elettroni se il legame fosse covalente al 100%.
Invece di applicare unequazione direttamente, disegnare la struttura di Lewis del composto. Ora taglia tutti i legami covalenti in modo omolitico, cioè distribuendo uniformemente i due elettroni tra gli atomi di legame. Ora conta il numero di elettroni attaccati a ciascun atomo e sottrai il numero di elettroni di valenza che ha latomo libero. Il numero che otterrai sarà un “eccesso di elettroni”, che è lopposto della carica formale, quindi moltiplicalo per -1. Ecco il tuo esempio risolto.
