Para cada molécula a seguir, indique a hibridização de cada átomo de carbono e dê os valores aproximados de todos os ângulos dc ligação:
Passo 1
O enunciado pede: para a molécula
indicar a hibridização de cada átomo de carbono e dar os valores aproximadamente de todos os ângulos de ligação.
Informações dadas:
Informações dadas:
- A fórmula estrutural é
. - Existem três átomos de carbono; vou chamá‑los de
(o carbono do grupo ), (o carbono central que forma a ligação tripla com ) e (o carbono terminal ligado ao hidrogénio).
Passo 2
Como identificar hibridização: usar o número estérico (steric number), que é o número de ligações sigma (
) formadas pelo átomo mais o número de pares isolados (em carbono normalmente zero). Regra prática:
- Se
→ hibridização (geometria aproximadamente tetraédrica, ângulos ~ ). - Se
→ hibridização (geometria aproximadamente trigonal planar, ângulos ~ ). - Se
→ hibridização (geometria linear, ângulos ).
Explicação física rápida (para ajudar na prova): hibridação é uma combinação linear de orbitais atômicos que gera orbitais híbridos com certa fração de caráter
e
. Quanto maior o caráter
(por exemplo em
, que tem
), mais próximo do núcleo fica o elétron de ligação e mais “forte/curta” costuma ser a ligação. Em átomos com ligação tripla, parte das ligações são formadas por orbitais
não hibridizados que produzem as
-ligações.
Passo 3
Aplicando a regra a cada carbono (contando apenas pares ligantes sigma + pares isolados).
-
Para
(o carbono do ): liga a três hidrogênios por ligações simples e a por uma ligação simples. Total de ligações . Não há pares isolados. Logo hibridização . -
Para
(o carbono ligado a e fazendo uma tripla com ): na ligação tripla entre e há uma ligação e duas ; além disso existe a ligação simples . Assim forma ligações (uma com e outra, axial, com ). Não há pares isolados. Logo hibridização . -
Para
(o carbono terminal ligado ao e a por tripla): análogo a . Há uma ligação com (parte da tripla) e uma ligação com H → total de ligações . Logo hibridização .
Passo 4
Interpretação geométrica das hibridizações (o que pediriam na prova):
-
→ geometria tetraédrica: quatro orbitais híbridos dirigidos aos vértices de um tetraedro; ângulos ideais entre pares desses orbitais . -
→ geometria linear: dois orbitais colineares, ângulo entre as duas direções de ligação; as duas -ligações são formadas por dois pares de orbitais não hibridizados, perpendiculares entre si (ou seja, os dois conjuntos de sobreposição ocupam planos ortogonais).
Passo 5
Aplicando a geometria à molécula
:
- Em
( ): os ângulos entre quaisquer dois ligantes ligados a (entre e entre ) são aproximadamente . Assim: -
. -
.
-
Observação prática (útil na prova): em grupos
ligados a átomos com muito caráter
(como um carbono
) pode haver pequenas variações (algumas décimas de grau) nos ângulos por efeito de atração eletrônica, mas para provas normalmente se toma o valor ideal
.
-
Em
( ): a direção dos dois orbitais é linear, portanto o ângulo entre a ligação e a ligação (o eixo da tripla) é . Ou seja: -
.
-
-
Em
( ): igualmente linear, a ligação e estão alinhadas, logo: -
.
-
Passo 6
Comentário sobre as
-ligações (útil para entender orientações espaciais): a tripla
é composta por uma
(formada pelos orbitais
) e duas
(formadas por dois pares de orbitais
não hibridizados). Esses dois orbitais
em cada carbono são perpendiculares entre si, portanto os dois conjuntos
ocupam planos ortogonais (ângulo
entre os planos das duas
). Isso não altera os ângulos de ligação
já dados (que são os pedidos normalmente), mas é informação útil se for perguntado sobre orientação das
-ligações.
Passo 7
Resumo prático para decorar/usar na prova:
- Contar ligações
no carbono (mais pares isolados): 4→ , 3→ , 2→ . - Para
use . Para use . - Na molécula dada:
é ; e são .