Duda estructuras de lewis, valencias y cargas formales

[Mmrmquimic]

Hola! Mi duda es respecto a las valencias : el oxigeno tiene valencia 2 pero ¿Por que al pintar la estructura de lewis de ozono el oxígeno central se enlaza con 3 enlaces unos doble y uno simple como si tuviese valencia 3 el oxígeno? Se puede pintar así debido a que aparecen cargas formales en los átomos de oxigeno? No entiendo muy bien el tema de las valencias. También en la molécula SO3 el azufre actúa con valencia 6 pero se pueden pintar varias estructuras resonantes en las cuales el azufre no se enlaza con 6 enlaces covalentes a los oxigeno en las cuales aparece cargas formales ¿en todas el azufre actúa con valencia 6 ?¿Como es posible que teniendo valencia 6 el azufre en el SO3 se enlace solo con 3 enlaces covalentes y valga la estructura de lewis? He mirado en varios libros y por internet y no encuentro nada de nada y ya me desespero con este tema que yo creo que es básico pero puff . Muchas gracias

[Carlosolpe]

Hola en el caso del Ozono, se trata de un electrón compartido, es como si cada átomo de oxigeno de los extremos aportase medio electrón al enlace, de esta manera se estabiliza la carga por lo que se llama resonancia...busca un poco por ahí hay mucha información....

[Einstencito]

Veo que es tu primer mensaje, bienvenido al foro.

Lo de que sea básico no quiere decir que no sea complicado, mencionas algunas cosas que son francamente complejas y desconozco el nivel de conocimientos, si es ESO, bachillerato, universitario...
Obviamente dependiendo de tus conocimientos necesitarás una respuesta u otra, pero vamos a lo que has preguntado.

Eso de oxígeno 2, quiere decir los posibles estados de oxidación, que no debes confundir con electrones de valencia, ya que los electrones de valencia son los de la última capa que pertenecen al átomo. El estado de oxidación quiere decir la capacidad que tiene para perder o ganar electrones, y ya está.
Por otro lado tienes las estructuras de Lewis que te conviene no mezclar con estados de oxidación, sólo con electrones de valencia.
Por tanto, que tenga el oxígeno estado de oxidación 2 no quiere decir que esté unido a dos cosas, simplemente te da una idea de que es capaz de ganar 2 electrones, por tanto de oxidar a los demás(generalmente metales).
Veamos un ejemplo, mi querido SO3:

O 8e: 1s2 2s2 2p4
S 16e. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

En azul tienes los electrones de valencia, que nada tiene que ver con ese estado de oxidación -2 del que hablábamos antes.
Para el SO3 tienes un total de 24e de valencia que formarán enlace covalente:
6e. por átomo, tienes 4 =24
Te queda algo así:


Lo que te parecerá raro igual es lo del octeto expandido, trataba de explicártelo con calma y al final hasta yo me lié leyendo, hace tiempo que no hago lewis, pero debes saber que normalmente para átomos centrales debes conseguir 8 electrones lo que te da la estabilidad por la configuración de gas noble. Pues bien en este caso como ya podrás ver el azufre está rodeado de 12e. de ahí lo de octeto expandido, el azufre aprovecha los electrones del nivel d para el enlace.


Saludos, Einstencito

[Mmrmquimic]

Con lo de valencia de oxigeno no me refiero al numero de oxidación del oxígeno ya que no tiene que ser siempre -2 (en los peróxidos es -1 por ejemplo) si no a la capacidad de combinación con otros elementos. Este año nos dejaron claro que número de oxidación y valencia( no electrones de valencia) de un elemento no es lo mismo a pesar de que coincida en algunos casos. Lo que no entiendo es porque el oxigeno teniendo 6 electrones de valencia y necesitando 2 electrones solo para completar octete( de aquí lo de valencia 2 que se escribe en números romanos y sin signos: valencia II) en el ozono se enlaza mediante tres enlaces uno doble y otro simple. Puse también en ejemplo del SO3 ya que el azufre en este compuesto tiene valencia VI y se pueden pintar estructuras validas de lewis en las cuales se un oxigeno con un enlace simple y a los otros dos con dobles por lo que forma 5 enlaces y no 6 como indicaría su valencia ( el concepto de hipervalencia lo conozco ). Esa es la duda si el oxigeno es divalente como puede actuar comp átomo central en el ozono y unirse así a los otros dos oxígenos e igual en el caso del azufre? Es debido a que salen cargas formales en los átomos a su vez y estas cargas hacen que se cumpla la valencia? Muchas gracias
PD: estoy cursando la carrera de Quimica

[Einstencito]

Ahora si que no termino de entender la pregunta, o las preguntas.

Vayamos por partes, el nivel de conocimiento es importante precisamente por la pulcritud con la que tengo que esforzarme en explicar cosas para no llegar al error que acabo de cometer, efectivamente, estado de oxidación guarda una relación más estrecha con las reacciones redox y los valencias son especialmente útiles en los enlaces covalentes, así que sí, acepto que no es lo mismo ser que estar.

Lo que no comprendo es la pregunta, quiero decir el caso del ozono es simplemente un tema de estabilidad de la resonancia lo que lleva a que entre todas las estructuras posibles te quedes con esto. Por otro lado debes considerar que hay excepciones, en lewis generalmente te dicen que el oxígeno no puede ser átomo central, pero obviamente hay excepciones. La química está plagada.

Respecto al SO3 es algo parecido, en primer lugar la resonancia, en segundo lugar como ya has mencionado cabe seguir las reglas de las cargas formales. Que si sigues las reglas debes llegar a algo parecido al modelo "real" que se propone. Es algo así como el cobre, los estados de oxidación que nos indica la tabla periódica son sólo las más frecuentes(+1, +2), pero también existe el +3, aunque no sea habitual.

Por otro lado y sin salirme del tema que me preguntas, si el oxígeno es divalente (dos enlaces) ¿cómo podemos unir en el caso del ozono un oxígeno con otros dos? La situación de divalencia es una regla y como tal pueden existir múltiples excepciones. El caso del ozono no deja de ser una manifestación de las tormentas, lo que lleva a la reorganización de los átomos para dar el ozono. Sabiendo de la existencia del ozono se trata de adaptar esto con las teorías que tenemos y nos damos cuenta de que en este caso no se cumplen del todo algunas reglas.

Yo también estoy en la carrera de química, mucho ánimo con la carrera.
Espero que te haya podido ayudar, escríbeme si quieres, no tengas pereza y matizamos esto, que creo no te he respondido todo lo bien que debería. Los foros es la limitación que tienen.


Saludos, Einstencito

PD: en los libros de Química General de los autores Petrucci y Raymond Chang, se explica muy bien este tema. Con detalles y tal, a mi me ayudaron bastante.

[Mmrmquimic]

Mirare los libros que me recomiendas. A lo mejor es que me he explicado un poco mal: en el SO3 el azufre tiene valencia VI y al pintar la estructura de lewis se pueden pintar varias: una en la que los 3 enlaces con el O sean sobres y por tanto el azufre forma 6 enlaces en total cumpliendo su valencia pero también se puede pintar una en la que el azufre se enlace con dos enlaces dobles a dos oxígenos y al oxígeno que queda con uno simple por lo que forma 5 enlaces en total y no coincide con la valencia del azufre que le correspondería en ese compuesto que es 6, esto es lo que no entiendo : por que es valida esa estructura en la cual el S forma 5 enlaces en vez de 6 como indicaría su valencia en el compuesto?

[Mmrmquimic]

Con " sobres" me refiero a enlaces dobles ( culpa del corrector).Graacias