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9.7 Carga formal y estructura de Lewis 389

9.7 Carga formal y estructura de Lewis

Cuando se compara el número de electrones de un átomo aislado con los electrones aso-
ciados al mismo átomo en una estructura de Lewis, podemos determinar la distribución
electrónica en la molécula y dibujar la estructura de Lewis más probable. El procedimien-
to para contar los electrones es como sigue: en un átomo aislado, el número de electrones
asociados es simplemente el número de electrones de valencia. (Como siempre, no nece-
sitamos considerar los electrones del kernel.) En una molécula, los electrones asociados a
un átomo son sus pares libres más los electrones del par o los pares de enlace entre ese
átomo y otro(s) átomo(s). Sin embargo, como los electrones se comparten en un enlace,
los electrones del par enlazante se deben dividir equitativamente entre los átomos que
forman el enlace. La diferencia de carga eléctrica entre los electrones de valencia de un
átomo aislado y el número de electrones asignados a ese átomo en una estructura de
Lewis es la carga formal del átomo .
Para asignar el número de electrones a un átomo en una estructura de Lewis, proce-
demos de la siguiente forma:
• Todos los electrones no enlazantes del átomo se asignan al átomo.
• Rompemos los enlaces entre el átomo y los otros átomos y asignamos la mitad de los
electrones enlazantes al átomo.
El concepto de carga formal lo mostramos con la molécula de ozono (O 3 ). Siguiendo
los pasos que usamos en los ejemplos 9.3 y 9.4, dibujamos la estructura básica del O 3, y
enseguida agregamos enlaces y electrones para satisfacer la regla del octeto para los dos
átomos de los extremos:
O
O O
Q
SOOOOO S
Q
Observe que aunque utilizamos todos los electrones disponibles, la regla del octeto no se
cumplió para el átomo central. Para resolver esto, convertimos un par libre de uno de los
átomos terminales en un segundo enlace entre ese átomo y el átomo central, como sigue:
O O O S
Q
OPOOO
Q
Ozono líquido por debajo de su
Ahora se puede calcular la carga formal de cada átomo del O 3 mediante el siguiente es- punto de ebullición (2111.38C). El
quema: ozono es un gas tóxico color lige-
ramente azul y de olor acre.
O O O S
OPOOO
Q
Q

e de valencia 6 6 6

e asignados al átomo 6 5 7
Diferencia Asigne la mitad de los electrones enla-
0 1 1
(carga formal) zantes a cada átomo.
donde las líneas onduladas rojas denotan la ruptura de los enlaces. Observe que la ruptu-
ra de un enlace sencillo da como resultado la transferencia de un electrón, la ruptura de
un enlace doble produce la transferencia de dos electrones a cada uno de los átomos en-
lazados, y así sucesivamente. Así, las cargas formales de los átomos en O 3 son
O O O S
OPOOO
Q
Q
Para una sola carga positiva o negativa omitimos el número 1.
Las siguientes reglas son útiles para escribir las cargas formales :
1. En las moléculas, la suma de las cargas formales debe ser cero porque las moléculas En la determinación de las cargas for-
males, los átomos en la molécula (o
son especies eléctricamente neutras. (Esta regla se aplica, por ejemplo, para la molé-
ion) tienen más electrones que sus
cula de O 3 .) electrones de valencia (carga formal
negativa ), o menos electrones que sus
2. En los cationes la suma de las cargas formales debe ser igual a la carga positiva. En
electrones de valencia (carga formal
los aniones la suma de las cargas formales debe ser igual a la carga negativa. positiva ).