Así que la forma más fácil que siempre encontré para pensar acerca de las estructuras moleculares es pensar en cada parte de la estructura en términos de sus conexiones.
Dado que pareces ser un estudiante de química, asumiré que conoces la base de la idea de que el hidrógeno está “completo” en 2 electrones (solo tiene un orbital s, que puede caber en 2 electrones) y comienza en 1 electrón. De manera similar, el carbono y el oxígeno están “completos” a 8 electrones (tienen un orbital s, que se ajusta a 2 electrones, y un orbital ap que encaja a 6 electrones).
Entonces, otro principio básico de la química es que los electrones siempre intentarán formar pares de Lewis, una vez que tengas más de la mitad de los electrones necesarios para que el elemento esté completo. El hidrógeno tiene 1 electrón por lo que no se puede emparejar. El carbono tiene 4. Lo que es la mitad de lo que necesita estar completo, por lo que ninguno de esos electrones está emparejado. El oxígeno tiene 6. Entonces, tiene 2 juegos de electrones pareados (4 en total) y 2 electrones no pareados.
La otra forma en que estos átomos pueden lograr su “terminación” es emparejar sus electrones sobrantes con otros átomos de electrones, en un enlace. Por lo tanto, el hidrógeno tiene que unirse una vez para completarse (habría 2 electrones en el enlace, el átomo de hidrógeno original, y 1 de lo que sea que esté enlazado, por lo que el hidrógeno estaría completo). Así que el hidrógeno va a tratar de formar 1 enlace. El carbono tiene 4 electrones, ninguno de los cuales está emparejado, así que quiere formar 4 enlaces. El oxígeno tiene 2 electrones NO APARECIDOS, por lo que quiere formar 2 enlaces. Entonces, dado que el carbono tiene la mayor cantidad de conexiones posible, pongámoslo en el centro de nuestro diagrama y comencemos desde allí. Tenemos 2 hidrógenos que quieren formar 1 enlace cada uno. Así que pongámoslos junto a nuestro carbono. En este punto tenemos H: C: H. En este punto, nuestro carbono tiene 6 electrones (4 en los enlaces y 2 sobras, y nuestros hidrógenos tienen 2 cada uno (cada punto es un electrón).
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Básicamente, nuestro carbono necesita 2 electrones más, y tiene 2 electrones no pareados. Nuestro oxígeno necesita 2 electrones más y necesita 2 electrones más. Parece que pueden ayudarse mutuamente. Forman un enlace doble (cada átomo dona 2 electrones al enlace), por lo que tenemos C = O, en la parte superior de los 2 H: enlaces que ya tenemos con el carbono.