1.45 Considere outra espécie química, semelhante à dos problemas anteriores, na qual um átomo de carbono forme três ligações simples com três átomos de hidrogênio, mas o átomo de carbono possua um único elétron desemparelhado.
(a) Qual a carga formal que o átomo de carbono teria?
(b) Que carga total a espécie teria?
(c) Sabendo-se que a forma dessa espécie é plana triangular, que estado de hibridização você esperaria para o átomo de carbono?
(a) Qual a carga formal que o átomo de carbono teria?
(b) Que carga total a espécie teria?
(c) Sabendo-se que a forma dessa espécie é plana triangular, que estado de hibridização você esperaria para o átomo de carbono?
Passo 1
O enunciado descreve a espécie
CH
(radical metila), em que o carbono faz três ligações simples com hidrogênios e ainda carrega um elétron desemparelhado. Vamos:
- usar a definição de carga formal para o átomo de carbono;
- somar as cargas formais para obter a carga total da espécie;
- relacionar a geometria trigonal plana com o modelo de hibridação.
Passo 2
Para a carga formal do carbono aplicamos
onde
é o número de elétrons de valência de C (
),
é o número de elétrons no átomo sem ligação (aqui o elétron desemparelhado,
), e
é o total de elétrons nas ligações (três ligações C–H
elétrons). Substituindo:
Passo 3
Cada hidrogênio em CH
tem também carga formal zero (
elétron de valência, ganha
/
de cada ligação
). Somando todas as cargas formais (C e
H), a carga total da espécie é
Passo 4
A forma trigonal plana indica que o carbono usa três orbitais híbridos em arranjo de
para as ligações
, sobrando um orbital
puro contendo o elétron desemparelhado. Esse esquema corresponde à hibridação
.
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)