1.44 Considere uma espécie química, semelhante à do problema anterior, na qual um átomo de carbono forme três ligações simples com três átomos de hidrogênio, mas na qual ele tenha um par de elétrons isolado.
(a) Que carga formal você esperaria para o átomo de carbono?
(b) Que carga total você esperaria para essa espécie?
(c) Que forma você espera que essa espécie tenha?
(d) Qual o estado de hibridização que você espera para o átomo de carbono?

Passo 1

O enunciado descreve uma espécie em que o átomo de carbono faz três ligações simples com átomos de hidrogênio e ainda carrega um par isolado de elétrons. O objetivo é determinar a carga formal do carbono, a carga total da espécie, sua geometria e o estado de hibridização do carbono.

Passo 2

Para achar a carga formal do carbono, lembramos que:
  • o carbono tem 4 elétrons de valência livres,
  • na molécula ele participa de três ligações simples (cada ligação compartilha 2 elétrons, mas só conta 1 elétron para o carbono), e
  • há um par isolado (conta 2 elétrons para o carbono).
    Logo o carbono “possui”
elétrons de ligação = 3 times 1 = 3,elétrons não ligantes = 2, éçãéã
totalizando 5 elétrons. A carga formal é
carga formal = elétrons de valência - elétrons atribuídos = 4 - 5 = -1 éêéí

Passo 3

Como cada hidrogênio é neutro (0 de carga formal) e só há um carbono com carga formal -1, a carga total da espécie é
-1

Passo 4

A disposição eletrônica em torno do carbono é de quatro regiões de densidade (três ligações e um par isolado), o que dá geometria eletrônica tetraédrica. Mas, como um dos vértices está ocupado por um par isolado, a forma molecular é trigonal piramidal.

Passo 5

Quatro regiões de densidade eletrônica exigem hibridização sp^3 no carbono.

Resposta

(a) -1
(b) -1
(c) trigonal piramidal
(d) sp^3

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