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Explicación:
Los carbonatos en la naturaleza son formados a partir del ácido carbónico en solución acuosa derivado de la disolución del dióxido de carbono en agua y en la que una pequeña fracción forma ácido carbónico según la reacción:
CO2 + H2O ↔ H2CO3
Esta reacción es muy lenta y por ello parte del CO2 disuelto en agua no está en forma de ácido carbónico. El ácido carbónico se encuentra en equilibrio con el anión bicarbonato y el anión carbonato según las siguientes ecuaciones:
H2CO3 + H2O ↔ HCO3- + H3O+ (K1 = 2· 10−4)
y
HCO3- + H2O ↔ CO32- (K2 = 4,8· 10−11)
Durante muchos años se pensó que en el ion carbonato únicamente dos oxígenos llevaban la carga negativa. Los estudios cristalográficos de la calcita realizados por W.L. Bragg mediante rayos-X revelaron que los tres enlaces C-O eran idénticos.1 Esta observación requería una nueva estructura y no fue hasta el desarrollo de la teoría de resonancia que en 1931 se propuso una nueva estructura en la que cada oxígeno compartía 2/3 de la carga negativa y en la que los enlaces eran parciales, es decir a medio camino entre simples y dobles:
Resonancia del ion carbonato
De esta manera el ion carbonato tiene geometría planar con una longitud de enlace C-O de 1,29 Å, comprendida entre el enlace sencillo (1,34 Å)y el doble (1,20 Å). Cada enlace C-O está formado por un enlace sencillo σ y una fracción de 2/3 de un enlace π.2 El ion carbonato es uno de los más sencillos de los iones oxocarbono