Estructura de Lewis del ácido carbónico: dibujo y explicaciones detalladas

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En este artículo, se analizan brevemente la "estructura de Lewis del ácido carbónico", el dibujo de la estructura de Lewis del ácido carbónico y las explicaciones detalladas pertinentes.

El ácido carbónico es un ácido débil. que consta de dos tipos de iones, ion hidrógeno (H+) y ion carbonato (CO32-). El hidrógeno, el carbono y el oxígeno tienen 1, 6 y 8 electrones respectivamente. Entre ellos, sólo se muestran los electrones de valencia y los electrones no enlazados alrededor de los átomos respectivos.

La definición, los métodos para dibujar la estructura de Lewis con cálculo de carga formal y la estructura de Lewis del ácido carbónico son el enfoque principal de este artículo.

¿Qué es la estructura de Lewis?

La estructura de Lewis, también conocida como estructura de punto de Lewis, es un tipo de representación estructural especial de cualquier especie molecular, en la que los electrones de valencia se muestran básicamente alrededor de los átomos respectivos junto con los enlaces (iónicos y covalentes) involucrados en esa molécula en particular.

Este tipo especial de representación fue introducido por primera vez por el gran científico Gilbert. N. Lewis a través de su artículo denominado como “El Átomo y la Molécula” en el año de 1916.

Estructura de puntos de Lewis Tiene una gran importancia en la química inorgánica. El número total de electrones que no participan en el enlace se puede determinar fácilmente a partir de la estructura de puntos de Lewis y el número de electrones de valencia también se puede calcular a partir de la estructura esquelética de la estructura de puntos de Lewis. Este nuevo concepto también ofrece una forma de calcular la carga formal de cada uno de los átomos presentes en esa molécula en particular.

Métodos para dibujar la estructura de Lewis

A continuación se explican algunos puntos que deben tenerse en cuenta para dibujar los lewis estructura de puntos-

  • Como los electrones de valencia tienen un papel importante en dibujar la estructura de puntos de lewis por lo tanto, los electrones de la capa más externa deben identificarse y contarse primero para continuar con los pasos posteriores.
  • La capa de cenefa de la mayoría de los átomos que no sean gases nobles no se llena con electrones. Necesitan un número particular de electrones para completarse en su capa de cenefa y lograr la configuración electrónica de gas noble. Esto se llama regla del octeto hasta que los átomos residen en 2nd período.
  • Ahora el siguiente paso es calcular el número total de electrones que participan en la confirmación del enlace covalente o iónico.
  • Estos son los principales parámetros que deben determinarse primero para dibujar el estructura esquelética del punto de lewis de cualquier molécula.
estructura de lewis del ácido carbónico
Estructura de puntos de Lewis de HOBr.
Crédito de la imagen: Wikimedia Commons.

En lo anterior estructura de luis de HOBr, los electrones no enlazantes de oxígeno y bromo se muestran a su alrededor. El oxígeno tiene ocho electrones con seis electrones de valencia y el bromo tiene siete electrones de valencia. Entre ellos, dos electrones del oxígeno están involucrados en la formación de enlaces con hidrógeno y bromo.

Entre los siete electrones de la capa más externa del bromo, solo un electrón participa en la formación de enlaces covalentes con el oxígeno. El resto de los seis electrones permanecen como pares de electrones no enlazados.

El hidrógeno tiene un solo electrón y se utiliza en la formación de enlaces covalentes con el oxígeno. Por lo tanto, no quedan electrones como electrones no enlazados.

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Estructura de Lewis del ácido carbónico

El ácido carbónico es un ácido dibásico débil con una fórmula química H2CO3. Se prepara a partir de la reacción entre el dióxido de carbono (CO2) y el agua (H2O) teniendo masa molar 62.03 g/mol y punto de fusión -800 C.

estructura de lewis del ácido carbónico
Carbónico Estructura de ácido de Lewis

El hidrógeno, el carbono y el oxígeno son tres átomos presentes en el ácido carbónico. El carbono es el átomo central y tiene el número atómico seis (1s2 2s2 2p2). Entre estos seis electrones, cuatro electrones ocupan la capa de valencia (electrones de valencia). El carbono usa sus cuatro electrones de capa de valencia en formaciones de enlaces covalentes. Por lo tanto, no quedan electrones como pares de electrones no enlazantes.

En el oxígeno, seis electrones son los electrones más externos de la capa de un total de ocho electrones. Entre estos seis electrones, dos electrones están involucrados en la formación de enlaces con hidrógeno y carbono (un enlace simple con hidrógeno y otro enlace covalente con carbono). El resto de los cuatro electrones se muestran como pares de electrones no enlazantes alrededor del átomo de oxígeno.

Por último, el hidrógeno tiene solo un electrón y también un electrón de capa de valencia. Este electrón se usa para formar el enlace covalente con el oxígeno y no hay ningún electrón como electrón no enlazante.

Cálculo de carga formal de ácido carbónico

Uno de los roles significativos de la estructura de Lewis como carga formal puede calcularse a partir de esta representación estructural.

Ácido carbónico jpeg
Ácido carbónico.
Crédito de la imagen: Wikimedia Commons
  • Carga formal = Número total de electrones de valencia – número de electrones que permanecen como no enlazados – (número de electrones involucrados en la formación de enlaces/2)
  • Carga formal del átomo central, carbono = 4 – 0 – (8/2) = 0
  • Carga formal de oxígeno doblemente enlazado con átomo de carbono = 6 – 4 – (4/2) = 0
  • Carga formal de oxígeno unida por enlace simple con carbono e hidrógeno = 6 – 4 – (4/2) = 0
  • Carga formal de hidrógeno = 1 – 0 – (2/2) = 0

Del cálculo formal de la carga de cada átomo en el ácido carbónico, se concluye que el ácido carbónico es una molécula neutra.

Preguntas más frecuentes (FAQ)

¿El ácido carbónico se disuelve en agua?

Respuesta: Sí, el ácido carbónico se disuelve en agua. Se disocia en solución acuosa y forma H+ ion e ion bicarbonato (HCO3–).

¿Cuáles son los usos del ácido carbónico?

Respuesta: El ácido carbónico tiene diferentes usos en diferentes campos, como en la preparación de refrescos y otras bebidas. Además de eso, es uno de los elementos importantes de sangre que transporta el dióxido de carbono fuera del cuerpo.

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