La carga formal, definición y ejemplos

Carga formal y resonancia

En algunos compuestos los átomos que se unen pueden tener carga positiva o carga negativa. Las cargas que poseen las moléculas influencian su reactividad, por eso es importante saber dónde están posicionadas, identificando la carga formal.

Si consideramos el ión hidronio H3O+, producido en la reacción entre una molécula de agua y un protón (H+)

formacion del ion hidronio, oxonio

En la estructura del ión hidronio hay 8 electrones alrededor del oxígeno y 2 electrones alrededor del hidrógeno, por lo tanto las capas de valencia están completas. En total hay 8 electrones de valencia: el oxígeno contribuye con 6 y cada hidrogeno con 1, lo que en total serian 9 electrones, pero el ión tiene una carga positiva, por lo tanto un electrón tuvo que ser cedido, quedan 8.
6 electrones de estos 8 forman los enlaces O-H, mientras un par no compartido queda sobre el oxígeno.

Si bien el ión hidronio posee una carga positiva, podemos determinar cuál es el átomo en el cual la carga está situada formalmente.

Para determinar la carga formal se considera que cada átomo posee todos sus electrones no compartidos, más la mitad de los electrones compartidos (es decir un electrón por cada enlace covalente). Restando esta suma, al número de electrones de valencia del átomo neutro se obtiene la carga formal.

Carga formal = electrones de valencia del átomo neutro – (electrones de pares libres (no compartidos)  + 1 electrón por cada enlace)

Aplicando  esta definición al ion hidronio seria:

Por cada átomo de hidrogeno:
Electrones de valencia del átomo neutro = 1
electrones de pares libres (no compartidos) = 0
1 electrón por cada enlace = 1

Carga formal = 1 – (0+1) = 0

Para el átomo de oxigeno:
Electrones de valencia del átomo neutro = 6
Electrones de pares libres (no compartidos) = 2
1 electrón por cada enlace = 3

Carga formal = 6 – (2+3) = 1

Conclusión: Es el átomo de oxigeno que formalmente posee la carga positiva del ion hidronio.

 

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