Qual ângulo entre ligações químicas é típico na hibridização
?
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Passo 1
O enunciado pergunta qual ângulo entre ligações químicas é típico na hibridização
. As opções dadas são:
Passo 2
O que significa “hibridização
” (explicação passo a passo, sem pressupor conhecimento):
- Átomos (por exemplo, carbono) têm orbitais atômicos chamados
e . Cada orbital é uma “região” onde há probabilidade de encontrar elétrons. - Hibridização é o processo teórico em que orbitais atômicos se combinam (misturam) para formar novos orbitais híbridos com geometria adequada para formar ligações químicas.
- No caso de
, combina-se 1 orbital com 2 orbitais (ou seja, 1 + 2 = 3 orbitais originais → 3 orbitais híbridos). Esses três orbitais híbridos são equivalentes entre si.
Passo 3
Geometria dos três orbitais híbridos
:
- Três orbitais equivalentes tendem a se afastar o máximo possível uns dos outros devido à repulsão dos elétrons. A configuração de mínima repulsão para três direções equivalentes é que eles fiquem no mesmo plano, apontando para os vértices de um triângulo equilátero.
- Num triângulo equilátero, os ângulos entre as direções dos vértices são iguais e valem
. - Portanto, os três orbitais híbridos
ficam no mesmo plano, separados por entre si. É por isso que moléculas com átomos (por exemplo, o carbono em eteno ou em benzeno) têm ângulos de ligação próximos de .
Passo 4
Um pequeno argumento físico e intuitivo:
- Pense em três vetores iguais no plano distribuídos simetricamente. Para que a soma vetorial seja zero (situação de equilíbrio simétrico), esses vetores ficam separados por
. Essa simetria minimiza energias e repulsões, justificando geometricamente o ângulo .
Passo 5
Comparação rápida com as outras opções (para eliminar):
-
: corresponde à hibridização (geometria linear). -
: corresponde à hibridização (geometria tetraédrica). -
: ângulo aproximado em água (geometria angular devido a pares isolados), não é típico de . -
e : não correspondem à disposição natural de três orbitais híbridos iguais; são ângulos muito pequenos e não representam uma geometria estável para três regiões de ligação equivalentes.
Passo 6
Exemplos práticos para fixar:
- Carbono em eteno (
): cada carbono é e os ângulos ao redor do carbono são cerca de . - Boro em
: boro com três ligações igualmente espaçadas, ângulos de .