La carica formale è uno strumento per stimare la distribuzione della carica elettrica in una molecola. Il concetto di stati di ossidazione costituisce un metodo concorrente per valutare la distribuzione degli elettroni nelle molecole. Se si confrontano le cariche formali e gli stati di ossidazione degli atomi nell’anidride carbonica, si ottengono i seguenti valori:

La ragione della differenza tra questi valori è che le cariche formali e gli stati di ossidazione rappresentano modi fondamentalmente diversi di guardare la distribuzione degli elettroni tra gli atomi della molecola. Con la carica formale, si suppone che gli elettroni in ogni legame covalente siano divisi esattamente in modo uniforme tra i due atomi nel legame (da qui la divisione per due nel metodo descritto sopra). La visione della carica formale della molecola di CO2 è essenzialmente mostrata qui sotto:

L’aspetto covalente (condivisione) del legame è troppo enfatizzato nell’uso delle cariche formali poiché in realtà c’è una maggiore densità di elettroni intorno agli atomi di ossigeno a causa della loro maggiore elettronegatività rispetto all’atomo di carbonio. Questo può essere visualizzato più efficacemente in una mappa del potenziale elettrostatico.

Con il formalismo dello stato di ossidazione, gli elettroni nei legami sono “assegnati” all’atomo con la maggiore elettronegatività. La vista dello stato di ossidazione della molecola di CO2 è mostrata qui sotto:

Gli stati di ossidazione enfatizzano eccessivamente la natura ionica dei legami; la differenza di elettronegatività tra carbonio e ossigeno è insufficiente per considerare i legami come di natura ionica.

In realtà, la distribuzione degli elettroni nella molecola sta da qualche parte tra questi due estremi. L’inadeguatezza della semplice visione della struttura di Lewis delle molecole ha portato allo sviluppo della teoria dei legami di valenza più generalmente applicabile e accurata di Slater, Pauling e altri, e quindi alla teoria degli orbitali molecolari sviluppata da Mulliken e Hund.