Muatan formal sebuah atom yang berpartisipasi dalam ikatan kovalen adalah muatan yang akan dimilikinya jika tidak ada perbedaan keelektronegatifan antara atom-atom yang berikatan, yaitu jika elektron dibagi rata. Dijelaskan dengan kata lain, itu akan menjadi muatan yang akan dimiliki atom jika ikatan diputus secara homolitik.
Muatan formal atom dalam molekul dihitung dengan mengurangkan: jumlah total elektron valensi dikurangi jumlah elektron yang tidak berpartisipasi dalam ikatan (pasangan bebas) dikurangi setengah dari elektron yang digunakan bersama dalam ikatan kovalen.
Contoh
- Karbon dalam metana (CH4). Karena semua elektron valensi dalam karbon berpartisipasi dalam ikatan kovalen, muatan formalnya adalah nol. 4 – (0 + 4) = 0
- Nitrogen dalam molekul nitro (NO2) Muatan formal 5 – (1 + 3) = 1.
Mari kita lihat lebih dekat contoh amonium NH 4 +. Dalam molekul ini, muatan formal nitrogen adalah 5- (0 + 4) = 1. Muatan formal atom hidrogen adalah nol. Oleh karena itu, di seluruh molekul, jumlah muatan formal atom yang menyusunnya adalah 1, nilai yang bertepatan dengan muatan positif kation.
Penampilan Mari kita lihat kasus CO 2 molekul . Molekul ini memiliki 16 elektron valensi, empat disumbangkan oleh karbon dan enam oleh masing-masing atom oksigen. Karbon dapat terikat melalui ikatan sederhana pada atom hidrogen, dengan muatan formal 0 untuk molekul, tetapi dengan muatan formal +2 untuk karbon dan -1 untuk setiap oksigen. Jika itu adalah ikatan tunggal dan ikatan rangkap, muatan formal pada molekul akan tetap nol, dengan muatan +1 untuk karbon, 0 untuk ikatan rangkap oksigen, dan -1 untuk ikatan tunggal. Dalam kasus penggabungan karbon melalui ikatan rangkap ke dua atom oksigen, muatan formal molekul dan ketiga atom akan menjadi nol. Inilah sebabnya mengapa struktur terakhir ini lazim, karena muatan formal selalu cenderung nol atau sedekat mungkin dengan nol di semua atom.
Kita harus selalu ingat bahwa muatan formal hanyalah formalitas, yang berguna untuk menghitung elektron yang telah disumbangkan untuk ikatan, tetapi pada kenyataannya elektron ini dapat ditarik ke atom lain, dengan elektronegativitas yang lebih tinggi.
Muatan formal dan keadaan oksidasi.
Ketika kita menetapkan muatan formal ke atom yang terikat secara kovalen, kita melakukannya dengan asumsi bahwa elektron yang membentuk ikatan digunakan bersama, yaitu, mereka didistribusikan secara merata di antara atom-atom. Di sisi lain, ketika kita menetapkan muatan ke atom menurut keadaan oksidasinya, atom dengan elektronegativitas tertinggi diperhitungkan, dan elektron ikatan “diberikan” ke atom tersebut.
Pada gambar yang berikut, kita melihat bagaimana elektron akan diatur dalam pemecahan homolytic akhirnya obligasi dalam CO 2 molekul
Dari perspektif keadaan oksidasi, susunan elektron dalam kemungkinan pemecahan ikatan dari molekul yang sama adalah:
Dalam muatan formal, distribusi total elektron dalam ikatan diperhitungkan, sedangkan dalam keadaan oksidasi diperhitungkan bahwa atom dengan elektronegativitas tertinggi akan “mencuri” elektron untuk dirinya sendiri. Susunan sebenarnya dari elektron dalam molekul akan menjadi keadaan peralihan antara dua pengaturan ini. Elektron lebih dekat ke atom yang lebih elektronegatif, tanpa sepenuhnya “mengambilnya”, yaitu, membaginya sebagian.
Untuk menjelaskan posisi sebenarnya dari elektron-elektron ini, teori ikatan valensi dan orbital molekul dirancang.