period가 3 이상인 element가 중심원소일 때에는 우선적으로 formal charge가 생기지 않는 구조를 타당한 구조로 봅니다. 물론 전체 구조가 charge를 가진다면 formal chage는 생길 수 밖에 없습니다. 학생이 말씀하신 것처럼 중심에 존재하는 I를 모두 double bond로 만들면 single bond일 때에는 주변의 I에는 formal charge가 없었는데 생기게 되구요 또 주변의 원자들은 기본적으로 octet을 만족해야 하는데 이렇게 되면 8개를 넘어가므로 그러한 구조를 그리지 않습니다.

SOCl2에서 S는 period 3 이상의 원소로 3d orbital을 가집니다. 물론 3s, 3p도 가지고 있습니다. valence shell에 s, p, d를 가지고 있음로 최대 s에 2개, p에 8개, d에 10개의 전자를 채울 수 있으므로 8개 이상을 채울 수 있는 expanded octet rule이 가능합니다. period2의 경우 valence shell에 s, p만 존재하므로 8개를 넘을 수 없습니다.

NO2의 구조에서 N에 존재하는 1개의 전자를 single bond하고 있는 산소의 전자 1개와 더 연결하여 dobule bond를 만들면 O는 octet을 넘어가고 O는 period2라 성립할 수 없습니다. 무조건 그릴 수 있다가 아니고 그 이유가 있는 것입니다.

물론 SO4^2-구조에서 S와 O를 single bond로 할 수 있는데요(경우에 따라서는 이 구조를 타당한 구조로 보는 경우도 있습니다. 하지만 일반적인 교재에는 대부분 SO4^2-는 expanded octet을 적용합니다.) 이렇게 되면 S는 formal charge+2이고 4개의 O는 모두 -1입니다. 이 때 두 개의 산소가 S과 double bond가 되면 S의 formal charge는 0이 되고 2개의 O는 0, 2개의 O는 각각 -1이되므로 formal charge의 합은 같지만 덜 생기므로 상대적로 안정한 구조입니다.

위에서 말씀드린 것처럼 S는 period3이므로 expanded octet 이 가능합니다. 또한 expanded octet이 가능하면 결국 계산으로 결합수를 찾는 것은 성립하지 않습니다. 왜냐하면 그 계산이 octet을 만족한다는 전제조건으로 한 것이기 때문입니다.