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Calculadora de carga formal e hibridização
Em resumo: Digite uma molécula ou íon e obtenha a carga formal de cada átomo, calculada como CF = V − N − B/2, além dos pares isolados, número estérico, hibridização (sp, sp², sp³, sp³d, sp³d²), geometria eletrônica, geometria molecular e ângulo de ligação aproximado. É gratuita, funciona no navegador e não precisa de download.
Cole uma string SMILES, digite uma fórmula como NO3- ou SO4^2- ou escolha um exemplo. Para cada átomo, a tabela mostra os elétrons de valência, os elétrons de pares isolados e ligantes, a carga formal com a conta, o número estérico, a hibridização e a geometria ao redor dele.
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Verificação manual da carga formal
Para um átomo de uma estrutura de Lewis que você mesmo desenhou: escolha o elemento e conte os átomos ligados a ele, as ligações (uma dupla conta como 2) e os pares isolados.
Fórmulas de carga formal e hibridização
Carga formal CF = V − N − B/2 V = elétrons de valência, N = elétrons não ligantes, B = elétrons ligantes
Número estérico NE = (átomos ligados) + (pares isolados) 2 → sp, 3 → sp², 4 → sp³, 5 → sp³d, 6 → sp³d²
V é o número do grupo para elementos representativos (C = 4, N = 5, O = 6, halogênios = 7). Cada par isolado são 2 elétrons não ligantes. Cada ligação simples acrescenta 2 elétrons ligantes, uma dupla 4 e uma tripla 6. As cargas formais de todos os átomos somam a carga total.
Número estérico, hibridização e geometria
| Número estérico | Hibridização | Geometria eletrônica | Geometrias (pares isolados 0, 1, 2…) | Exemplo |
|---|---|---|---|---|
| 2 | sp | linear | linear (180°) | C no CO₂, HC≡CH |
| 3 | sp² | trigonal plana | trigonal plana (120°), angular | C em C=O, N no NO₃⁻, O central no O₃ |
| 4 | sp³ | tetraédrica | tetraédrica (109,5°), piramidal trigonal (≈107°), angular (≈104,5°) | CH₄, NH₃, H₂O |
| 5 | sp³d | bipiramidal trigonal | bipiramidal trigonal, gangorra, em T, linear | PCl₅, SF₄, ClF₃, I₃⁻ |
| 6 | sp³d² | octaédrica | octaédrica, piramidal quadrada, quadrado-plana | SF₆, BrF₅, XeF₄ |
Pares isolados vizinhos a ligações π
Um nitrogênio ou oxigênio com um par isolado vizinho a uma ligação dupla (ou a um orbital p vazio) geralmente coloca esse par em um orbital p para que ele possa se deslocalizar. O átomo é então sp² e plano, mesmo que a contagem simples dê 4. Exemplos: o N de amidas, anilina e pirrol, o O de ésteres, furano e fenol, e o O⁻ de carboxilatos. A ferramenta marca esses átomos com um asterisco.
Exemplos resolvidos
Amônio, NH₄⁺
N: V = 5, nenhum par isolado, quatro ligações N–H (B = 8).
CF = 5 − 0 − 8/2 = +1. Quatro ligações σ, número estérico 4.
N é +1, sp³, tetraédrico (109,5°)
Ozônio, O₃
O central: 1 par isolado, uma ligação dupla e uma simples (B = 6): 6 − 2 − 3 = +1. O terminal com ligação simples: 6 − 6 − 1 = −1.
O central +1, sp², angular (≈117°)
Cianeto, CN⁻
C: 1 par isolado, ligação tripla (B = 6): 4 − 2 − 3 = −1. N: 1 par isolado: 5 − 2 − 3 = 0.
A carga fica no C; os dois átomos são sp
Nitrometano, CH₃NO₂
N: nenhum par isolado, B = 8: 5 − 0 − 4 = +1. O⁻: 6 − 6 − 1 = −1. Escrever o N com duas ligações N=O daria 10 elétrons ao N, o que não é permitido.
N +1 (sp²), um O −1, carbono do CH₃ sp³
Sulfato, SO₄²⁻ (estilo vestibular)
Com duas S=O e duas S–O⁻: S = 6 − 0 − 12/2 = 0, cada O⁻ = −1. Na forma de octeto só com ligações simples, S = +2.
S é sp³, tetraédrico; total −2
Acetamida, CH₃CONH₂
N: 1 par isolado e três ligações σ, então a contagem simples é 4 (sp³). O par isolado está ao lado da ligação π C=O e se deslocaliza.
O N da amida é sp², plano
Erros comuns
- Contar ligações em vez de elétrons ligantes. Use B/2 (o número de ligações), não B. Uma ligação dupla acrescenta 2 a B/2.
- Esquecer os pares isolados. N é o número de elétrons não ligantes, então cada par isolado conta como 2.
- Contar uma ligação dupla como dois domínios. Para o número estérico, uma ligação dupla ou tripla é um único domínio.
- Dar mais de 8 elétrons ao N ou ao O. Átomos do segundo período não podem expandir o octeto. Escreva grupos nitro como N⁺–O⁻, não N(=O)=O.
- Chamar de sp³ o N de amidas ou da anilina. Pares isolados conjugados ficam em orbitais p, então esses átomos são sp².
- Confundir carga formal com número de oxidação. Eles usam regras diferentes de contagem de elétrons e geralmente dão números diferentes.
Desenhe direito. Abra a estrutura no editor gratuito MolDraw para adicionar pares isolados, cargas formais e setas e depois exporte em PNG ou SVG para anotações e slides.
Abrir o editor MolDrawPerguntas frequentes
Como se calcula a carga formal?
Use CF = V − N − B/2, em que V é o número de elétrons de valência do átomo livre, N é o número de elétrons não ligantes (pares isolados) no átomo e B é o número de elétrons ligantes ao redor dele. Para o N do nitrato: CF = 5 − 0 − 8/2 = +1.
Qual é a carga formal de cada átomo no CO2?
Os três átomos têm carga formal 0 em O=C=O. Carbono: 4 − 0 − 8/2 = 0. Cada oxigênio: 6 − 4 − 4/2 = 0. O carbono tem hibridização sp e a molécula é linear.
Como encontrar a hibridização de um átomo?
Conte o número estérico: os átomos ligados a ele mais seus pares isolados. 2 = sp, 3 = sp², 4 = sp³, 5 = sp³d, 6 = sp³d². Ligações duplas e triplas contam uma vez. Um par isolado vizinho a uma ligação π geralmente fica em um orbital p, o que torna o átomo sp².
Por que o nitrogênio de uma amida é sp2 e não sp3?
O par isolado do nitrogênio está ao lado da ligação π C=O, então se deslocaliza nela (ressonância). Para haver sobreposição, o par isolado precisa ficar em um orbital p, por isso o nitrogênio é sp² e plano. O mesmo vale para os nitrogênios da anilina, do pirrol e das enaminas.
Carga formal é o mesmo que número de oxidação?
Não. A carga formal supõe que os elétrons ligantes são compartilhados igualmente. O número de oxidação supõe que todos vão para o átomo mais eletronegativo. No CO2, o carbono tem carga formal 0, mas número de oxidação +4.
Qual estrutura de Lewis é a melhor quando há várias?
Prefira a estrutura com cargas formais mais próximas de zero, com eventuais cargas formais negativas no átomo mais eletronegativo, e nunca coloque mais de 8 elétrons em um átomo do segundo período, como C, N ou O.
A soma das cargas formais é igual à carga do íon?
Sim. As cargas formais de todos os átomos somam a carga total. No sulfato, SO4 2−, a soma é −2; no amônio, NH4+, é +1.
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Leia o guia completo: Como calcular carga formal e hibridização.
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