3.1.3: Cargo Formal

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La carga formal de un átomo en una molécula es la carga hipotética que tendría el átomo si pudiéramos redistribuir los electrones en los enlaces de manera uniforme entre los átomos. Otra forma de decir esto es que la carga formal resulta cuando tomamos el número de electrones de valencia de un átomo neutro, restamos los electrones no enlazantes, y luego restamos el número de enlaces conectados a ese átomo en la estructura de Lewis.

Cálculo de cargos formales

Calculamos la carga formal de un átomo en una molécula o iones poliatómicos de la siguiente manera:

Carga formal = (electrones de valencia del elemento “libre”) - (electrones no compartidos) - (enlaces).

Podemos verificar los cálculos de cargos formales determinando la suma de los cargos formales para toda la estructura. La suma de las cargas formales de todos los átomos en una molécula debe ser cero; la suma de las cargas formales en un ion debe ser igual a la carga del ion.

Debemos recordar que la carga formal calculada para un átomo no es la carga real del átomo en la molécula. El cargo formal es sólo un procedimiento útil de contabilidad; no indica la presencia de cargos reales.

Cálculo de carga formal a partir de estructuras Lewis

Asignar cargas formales a cada átomo en el ion interhalógeno\(\ce{ICl4-}\).

S olución

Dividimos los pares de electrones de enlace por igual para todos los\(\ce{I–Cl}\) enlaces:

Asignamos pares solitarios de electrones a sus átomos. Cada\(\ce{Cl}\) átomo tiene ahora siete electrones asignados a él, y el átomo I tiene ocho.

Restar este número del número de electrones de valencia para el átomo neutro:

I: 7 — 8 = —1
Cl: 7 — 7 = 0

La suma de las cargas formales de todos los átomos es igual a —1, que es idéntica a la carga del ion (—1).

Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

Calcular la carga formal para cada átomo en la molécula de monóxido de carbono:

Responder: C −1, O +1

Ejemplo: Cálculo de carga formal a partir de estructuras de Lewis

Asignar cargas formales a cada átomo en la molécula interhalógena\(\ce{BrCl3}\).

Solución

Asigne uno de los electrones en cada enlace Br-Cl al átomo de Br y uno al átomo de Cl en ese enlace:

Asignar los pares solitarios a su átomo. Ahora cada átomo de Cl tiene siete electrones y el átomo Br tiene siete electrones.

Restar este número del número de electrones de valencia para el átomo neutro. Esto le da al cargo formal:

Br: 7 — 7 = 0
Cl: 7 — 7 = 0

Todos los átomos en\(\ce{BrCl3}\) tienen una carga formal de cero, y la suma de las cargas formales totaliza cero, como debe ser en una molécula neutra.

Ejercicio\(\PageIndex{2}\)

Determinar la carga formal para cada átomo en\(\ce{NCl3}\).

Responder: N: 0; los tres átomos de Cl: 0