Carica Formale in Chimica: Definizione e Utilizzo
La carica formale, in chimica, è la carica assegnata a un atomo all’interno di una molecola o di uno ione poliatomico, assumendo che gli elettroni di legame siano equamente condivisi, indipendentemente dall’elettronegatività di ciascun atomo. Questa definizione è utile per stabilire quale struttura di Lewis meglio rappresenti i legami della molecola e per prevedere la reattività.
Calcolo della Carica Formale
La carica formale può essere determinata utilizzando la seguente formula:
Carica formale = (numero di elettroni di valenza dell’atomo neutro) – (numero degli elettroni di valenza di non legame dell’atomo nella molecola) – ½(numero di elettroni presenti nei legami covalenti).
In una molecola, la carica formale complessiva deve essere uguale a zero, mentre in uno ione poliatomico deve essere pari alla carica dello ione.
Esempi Pratici
Ad esempio, consideriamo la molecola di anidride carbonica. Per identificare quale delle due strutture di Lewis sia più rappresentativa, calcoliamo la carica formale per entrambe le strutture. Si nota che entrambe le strutture hanno una carica formale pari a zero, confermando che CO2 è una molecola neutra. Tuttavia, la struttura con una distribuzione simmetrica degli atomi appare più stabile.
Un altro esempio è l’ammoniaca. Calcolando la carica formale per ciascun atomo, si ottiene che la molecola è neutra.
Infine, consideriamo lo ione H3O+. Calcolando le cariche formali, si ottiene che la carica formale dello ione poliatomico è +1.
In conclusione, la carica formale è uno strumento utile in chimica per determinare le relative stabilità e reattività delle strutture molecolari.