Cos'è carica formale?

Carica Formale

La carica formale è una carica ipotetica assegnata ad un atomo in una molecola, assumendo che tutti gli elettroni di legame siano condivisi equamente tra gli atomi nel legame, indipendentemente dalla relativa elettronegatività. È uno strumento utile per predire la struttura molecolare più probabile o stabile e per valutare la distribuzione elettronica.

Come calcolare la carica formale:

La carica formale (CF) si calcola usando la seguente formula:

CF = V - N - (B/2)

Dove:

• V = Numero di elettroni di valenza dell'atomo neutro isolato (gruppo nel tavola periodica). Puoi trovare maggiori informazioni sugli elettroni%20di%20valenza qui.
• N = Numero di elettroni non leganti (coppie solitarie).
• B = Numero totale di elettroni condivisi nei legami covalenti (equivalente al numero di legami). Puoi trovare maggiori informazioni sui legami%20covalenti qui.

Esempio:

Consideriamo la molecola di anidride carbonica (CO₂).

• Carbonio (C): V = 4, N = 0, B = 4 legami (8 elettroni condivisi) => CF = 4 - 0 - (8/2) = 0
• Ossigeno (O): V = 6, N = 4, B = 2 legami (4 elettroni condivisi) => CF = 6 - 4 - (4/2) = 0

Pertanto, nella struttura di Lewis più comune della CO₂, sia l'atomo di carbonio che entrambi gli atomi di ossigeno hanno una carica formale di 0.

Importanza della carica formale:

• Determinazione della struttura di Lewis più probabile: Tra diverse strutture di Lewis possibili, quella con le cariche formali più basse (idealmente zero) sugli atomi è generalmente la più stabile e quindi la più probabile. Puoi trovare maggiori informazioni sulle strutture%20di%20Lewis qui.
• Valutazione della stabilità molecolare: Strutture con cariche formali grandi e positive su atomi elettronegativi o cariche formali negative su atomi elettropositivi sono generalmente meno stabili.
• Previsione del comportamento chimico: La carica formale può indicare siti in una molecola che sono più suscettibili ad attacchi elettrofili o nucleofili.
• Resonanza: Quando più strutture di Lewis sono possibili, la carica formale aiuta a valutare il contributo relativo di ciascuna struttura di risonanza.

Limitazioni della carica formale:

È importante ricordare che la carica formale è una semplificazione. Non rappresenta la vera distribuzione della carica in una molecola. La vera distribuzione della carica è meglio descritta dal concetto di numero di ossidazione o tramite calcoli più sofisticati di chimica computazionale.

La carica%20formale è uno strumento utile, ma non sostituisce una comprensione approfondita della chimica del legame e dell'elettronegatività.