Representação gráfica da disposição espacial dos átomos em uma molécula
A fórmula estrutural é uma das três formas (as outras são fórmula molecular e eletrônica de Lewis) da química orgânica cujo intuito é representar graficamente uma molécula.
Na fórmula estrutural, a representação gráfica deixa evidente o número de átomos e o tipo de ligação química que estão formando a composição molecular.
Vale ressaltar que é possível montar a estrutura gráfica de moléculas que são formadas por ligações covalentes.
Isto quer dizer que nenhum dos átomos são identificados como metal, pois ligação covalente é a ligação química em que ocorre o compartilhamento de pares de elétrons entre átomos de hidrogênio, amentais ou semimetais.
Para montar a fórmula estrutural de um composto molecular, é necessário saber a quantidade de átomos e a quantidade e o tipo de ligação química presentes na molécula.
Além disso, outro fator que também interfere na estrutura da fórmula é o número de elétrons que estão organizados na camada de valência, que é representada pela fórmula estrutural de Lewis.
A fórmula estrutural é dividida em: plana, condensada, condensada linear e de Lewis.
Fórmula estrutural plana
Fórmula estrutural plana ou de Couper é aquela que indica que tipo de ligação os átomos estão fazendo entre si. Essas ligações podem ser a simples, a dupla, a tripla e a dativa.
Nesse modelo gráfico, as ligações são representadas por traço (-), que indica os pares eletrônicos e a ligação.
Ligação simples
A ligação simples é o compartilhamento de dois elétrons entre os átomos, e é representada por um único traço (-).
Estrutura com ligação simples
Ligação dupla
A ligação dupla é o compartilhamento de quatro elétrons entre os átomos, e é representada por dois traços (=).
Estrutura com ligação dupla
Ligação tripla
A ligação dupla é o compartilhamento de seis elétrons entre os átomos, e é representada por três traços (≡).
Estrutura com ligação tripla
Ligação dativa
A ligação dativa ocorre quando um átomo estável compartilha elétrons com outro átomo que precisa de dois elétrons (ligação simples).
Isto é, a dativa é o compartilhamento de elétrons entre átomos para que o instável atinja a estabilidade. E o número de ligações que um átomo necessita para atingir a estabilização é fundamentada na teoria do octeto.
Estrutura com ligação dativa
Fórmula estrutural condensada
A fórmula plana pode se tornar uma cadeia longa e complexa, caso as moléculas tenham muitas ligações. Por isso, a condensada vai simplificar a plana.
A condensada é a fórmula simplificada do composto molecular. Como o nome já revela, ela condensa as ligações químicas e representa apenas os elementos e o número de átomos presentes.
Ou seja, na fórmula condensada os tipos de ligações (simples, dupla, tripla e dativa) não vão ser mostrados.
Exemplo: a fórmula condensada do álcool amílico (C5H11OH).
Condensada linear
A condensada linear é representada pela linha em ziguezague. Geralmente, os átomos de carbono e hidrogênio ficam subentendido em cada extremidade da linha.
Perceba na imagem abaixo que identificamos os átomos de carbono e hidrogênio, mas geralmente não é mostrando.
Estrutura com ligação dativa
Fórmula estrutural de Lewis
Também chamada de fórmula eletrônica, a fórmula de Lewis é chamada assim pois a estrutura foi elaborada pelo químico-físico americano Gilbert Newton Lewis, no ano de 1916, no artigo “O Átomo e a molécula”.
Representada por pontos (.), essa fórmula mostra a quantidade e a posição dos elétrons que estão organizados na última camada da molécula, também chamada de camada de valência.
Essa fórmula mostra as ligações existentes, e mesmo que seja representada por pontos, pode acontecer de a ligação dativa ser representada por setas. Isto porque, não há o compartilhamento de elétrons.
Estrutura mais moderna e correta da fórmula de Lewis
Qual a importância da fórmula estrutural?
Conhecer a fórmula estrutural de um composto molecular é muito importante para identificar a substância.
Pois um dos objetivos da estrutura gráfica do composto é verificar como os átomos estão posicionados espacialmente na molécula, especialmente em substâncias que possuem os mesmos elementos químicos.
Por exemplo: a água normal e a água oxigenada são formadas pelos mesmos elementos: hidrogênio e oxigênio.
Contudo, além da disposição espacial dos átomos de cada molécula, o que vai diferenciar um do outro é que a oxigenada possui um oxigênio a mais. Ou seja, nesse caso há como diferenciar.
Mas no caso dos compostos alótropos? Alótropo é o fenômeno em que um mesmo elemento é capaz de formar duas ou mais substâncias.
Por exemplo, o grafite e o diamante que são alótropos do carbono. A única forma de diferenciar um do outro é através da fórmula estrutural de cada um.
Isto porque, a fórmula estrutural irá mostrar como os átomos estão organizados na molécula, e é isso que irá diferenciar o grafite do diamante.
Ou seja, o que vai diferenciar o diamante do grafite é a diferença na disposição espacial dos átomos de carbono.