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?

Passo 1

O enunciado descreve a espécie cdotCH 3 (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
Carga formal = V - l(Nnão-ligantes + tfrac12,Nligantesr), ã
onde V é o número de elétrons de valência de C ( 4), Nnão-ligantesã é o número de elétrons no átomo sem ligação (aqui o elétron desemparelhado, 1), e Nligantes é o total de elétrons nas ligações (três ligações C–H Rightarrow 3times2=6 elétrons). Substituindo:
Carga formal = 4 - l(1 + tfrac12cdot6r) = 4 - (1 + 3) = 0

Passo 3

Cada hidrogênio em CH 3 tem também carga formal zero ( 1 elétron de valência, ganha 1/ 2 de cada ligação Rightarrow 1 - tfrac12cdot2 = 0). Somando todas as cargas formais (C e 3 H), a carga total da espécie é
0 + 3times0 = 0

Passo 4

A forma trigonal plana indica que o carbono usa três orbitais híbridos em arranjo de 120^circ para as ligações sigma, sobrando um orbital p puro contendo o elétron desemparelhado. Esse esquema corresponde à hibridação sp^2.

Resposta

(a) 0
(b) 0
(c) sp^2

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