Questão de Biologia — Geral — CESPE / CEBRASPE 2025
Biologia›Geral
Código
ce406744
Banca
CESPE / CEBRASPE
Órgão
UnB
Ano
2025
Cargo
Vest ( )
A ozonólise do esqualeno (C30H50), um lipídeo abundante na pele humana, produz uma variedade de compostos orgânicos voláteis, tais como a acetona (C3H6O), 6-metil-5-hepten-2-ona (C8H14O), 4-oxopentanal (C5H8O2), ácido acético (C2H4O2) e etano-1,2-diona (C2H2O2), que podem representar sérios riscos toxicológicos. Esse processo pode ser representado pela equação a seguir.
Para uma série de experimentos realizados, observou-se que, mantendo-se a concentração de ozônio constante, a velocidade inicial de formação dos produtos depende da concentração inicial de C30H50, de acordo com a tabela seguinte:
experimento
[C30H50]inicial
(mol/L)
velocidade inicial
(mol∙L−1∙s−1)
1
1,0 x 10-3
2,0 x 10-6
2
2,0 x 10-3
4,0 x 10-6
3
3,0 x 10-3
6,0 x 10-6
As substâncias envolvidas nessa reação possuem as seguintes entalpias-padrão de formação a 298 K.
substâncias
entalpia-padrão de formação (kJ/mol)
C30H50(g)
−50
O3(g)
+142
C3H6O(g)
−250
C8H14O(g)
−320
C5H8O2(g)
−380
C2H4O2(g)
−438
C2H2O2(g)
−213
A partir da situação hipotética precedente, considerando que a concentração em quantidade de matéria do O3 nas CNTP é 2,14 × 10−6 mol/m3, julgue o item que se segue. Sabendo-se que o oxigênio apresenta 6 elétrons em sua camada de valência e considerando-se a estrutura de ressonância do O3 apresentada a seguir, é correto afirmar que a carga formal no átomo de oxigênio central é igual a +1.
CCerto
EErrado
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GabaritoC — Certo
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Carga formal no ozônio (O₃)
Gabarito: CERTO. A carga formal do átomo de oxigênio central na estrutura de ressonância do ozônio é de fato +1. Isso decorre da fórmula da carga formal — CF = (elétrons de valência) − (elétrons não ligantes) − (elétrons ligantes ÷ 2) — aplicada ao átomo central, que possui 6 elétrons de valência, 2 elétrons não ligantes e participa de 4 elétrons ligantes (duas ligações covalentes). O cálculo confirma: CF = 6 − 2 − (4 ÷ 2) = +1.
A carga formal é uma ferramenta da teoria da ligação química que distribui a carga elétrica entre os átomos de uma molécula ou íon, assumindo que os elétrons das ligações são compartilhados igualmente entre os átomos ligados. Ela não representa uma carga real, mas ajuda a escolher a estrutura de Lewis mais plausível entre várias possíveis — aquela em que as cargas formais são as menores ou mais próximas de zero. No caso do ozônio, a molécula apresenta ressonância: as duas ligações O–O são equivalentes e intermediárias entre uma ligação simples e uma dupla, e a estrutura real é um híbrido das duas estruturas de ressonância.
Para calcular a carga formal de cada átomo, usa-se a fórmula:
onde é o número de elétrons de valência do átomo livre, é o número de elétrons não ligantes (pares isolados) e é o número de elétrons compartilhados nas ligações.
Aplicando ao átomo central do ozônio: o oxigênio tem 6 elétrons de valência. Na estrutura de ressonância, o átomo central forma duas ligações (uma simples e uma dupla, ou duas ligações equivalentes de ordem 1,5 no híbrido), compartilhando 4 elétrons no total, e mantém um par de elétrons não ligantes (2 elétrons). Assim:
Os átomos de oxigênio terminais, por sua vez, apresentam carga formal zero em uma das estruturas de ressonância e −1 na outra, de modo que a carga formal média de cada oxigênio terminal é −0,5. A soma das cargas formais na molécula é zero, como esperado para uma molécula neutra.
A pegadinha que a banca explora aqui é a confusão entre carga formal e número de oxidação (NOX). O número de oxidação do oxigênio no ozônio é zero (elemento no estado fundamental), mas a carga formal do átomo central é +1. São conceitos distintos: o NOX é uma ferramenta de controle de elétrons em reações redox, atribuindo os elétrons da ligação ao átomo mais eletronegativo, enquanto a carga formal divide os elétrons igualmente entre os átomos ligados. O candidato que confunde os dois pode marcar ERRADO, achando que o oxigênio não pode ter carga +1 por ser muito eletronegativo — mas a carga formal é apenas um artifício de contabilidade, não uma carga real.
Guarde a distinção entre carga formal e número de oxidação: é exatamente nela que esta questão se decide. A carga formal do oxigênio central no O₃ é +1, e o NOX de todos os átomos de oxigênio no ozônio é zero.
Carga formal (CF): Fórmula: CF = V − L − (S ÷ 2) (V = elétrons de valência, L = elétrons não ligantes, S = elétrons compartilhados); O₃ — átomo central (V = 6, L = 2 (par isolado), S = 4 (duas ligações), CF = 6 − 2 − 2 = [+] +1); O₃ — átomos terminais (CF média = −0,5 cada); Distinção: CF × NOX (CF divide elétrons igualmente, NOX atribui ao mais eletronegativo, NOX do O no O₃ = 0)
Item — ✅ CERTO ⟵ GABARITO
A afirmação está correta. O átomo de oxigênio central do ozônio apresenta carga formal +1, conforme o cálculo:
O oxigênio tem 6 elétrons de valência; no átomo central, há 2 elétrons não ligantes (um par isolado) e 4 elétrons compartilhados nas duas ligações. Aplicando a fórmula, obtém-se exatamente +1. A estrutura de ressonância do O₃ confirma essa distribuição, com o átomo central ligado a dois oxigênios terminais.
NÃO CAIA NESSA!
A banca explora a confusão entre carga formal e número de oxidação (NOX). No ozônio, o NOX do oxigênio é zero (elemento no estado fundamental), mas a carga formal do átomo central é +1. São conceitos diferentes: a carga formal divide os elétrons da ligação igualmente entre os átomos, enquanto o NOX atribui os elétrons ao átomo mais eletronegativo. Não caia nessa troca — a carga formal do oxigênio central no O₃ é mesmo +1.
