Calcule os números de oxidação do carbono nos seguintes compostos:
\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{6} \mathrm{O}

Passo 1

O enunciado pede: calcular os números de oxidação dos átomos de carbono no composto de fórmula molecular \mathrm{C_2H_6O}. Informação relevante fornecida:
  • Fórmula molecular: \mathrm{C_2H_6O}.
  • Essa fórmula admite pelo menos duas fórmulas estruturais importantes (isômeros) que mudam os ambientes dos carbonos:
    • álcool etílico (etanol): \mathrm{CH_3CH_2OH};
    • éter dimetílico (éter): \mathrm{CH_3OCH_3}.
      Pergunta concreta: determinar o número de oxidação de cada átomo de carbono em cada um desses isômeros (quando houver carbonos em ambientes diferentes, identificar cada um).

Passo 2

Regras e ideia prática para calcular número de oxidação (modo que vou usar — explicadinho):
  • Regra de soma: a soma dos números de oxidação de todos os átomos de uma molécula neutra é 0.
  • Valores usuais: hidrogênio ligado a não-metais vale +1 (escreve-se +1); oxigênio em compostos orgânicos vale tipicamente -2 (escreve-se -2).
  • Regra prática para carbono em orgânicos (forma rápida, fácil de aplicar na prova):
    • cada ligação C–H dá ao carbono -1 no número de oxidação (porque H é menos eletronegativo que C, então C “ganha” elétrons com relação a H);
    • cada ligação C–X com X mais eletronegativo que C (por exemplo O) dá ao carbono +1 (porque C “perde” elétrons para X);
    • cada ligação C–C não altera o número de oxidação (contribuição 0).
      Essas convenções vêm da ideia de atribuir os elétrons de cada ligação ao átomo mais eletronegativo; aqui só vamos aplicar as contribuições por ligação (é rápido e confiável para moléculas orgânicas simples).

Passo 3

Aplicando ao isômero \mathrm{CH_3CH_2OH} (etanol). Identificação dos carbonos:
  • chamo de C_1 o carbono do grupo metil \mathrm{CH_3} (extremo);
  • chamo de C_2 o carbono ligado ao oxigênio (grupo \mathrm{CH_2} que fica entre C_1 e O).
Contagem de ligações e aplicação das contribuições:
  • Para C_1 (o \mathrm{CH_3}): tem três ligações C–H e uma ligação C–C.
    • cada C–H contribui -1, então três C–H → 3\times(-1) = -3;
    • C–C → 0.
    • soma das contribuições para C_1 = -3.
      Logo o número de oxidação de C_1 é -3. Em notação: \mathrm{NOX}(C_1) = -3.
  • Para C_2 (o \mathrm{CH_2} ligado ao O): tem duas ligações C–H, uma ligação C–C e uma ligação C–O.
    • duas C–H → 2\times(-1) = -2;
    • C–C → 0;
    • C–O: como O é mais eletronegativo, a contribuição é +1 para o carbono.
    • soma das contribuições para C_2 = -2) + 0 + (+1) = -1.
      Logo \mathrm{NOX}(C_2) = -1.
Checagem rápida (soma total): dois carbonos (-3)+(-1)=-4, hidrogênios 6\times(+1)=+6, oxigênio -2; soma -4+6-2=0 — consistente com molécula neutra.

Passo 4

Aplicando ao isômero \mathrm{CH_3OCH_3} (dimetil éter). Aqui os dois carbonos são equivalentes (cada um é um \mathrm{CH_3} ligado ao oxigênio).
Para um carbono típico C do éter:
  • tem três ligações C–H → 3\times(-1) = -3;
  • tem uma ligação C–O → +1.
    Soma: -3 + (+1) = -2.
Portanto cada carbono em \mathrm{CH_3OCH_3} tem número de oxidação -2.
Checagem rápida: dois carbonos 2\times(-2)=-4, hidrogênios 6\times(+1)=+6, oxigênio -2; soma -4+6-2=0 — consistente.

Passo 5

Resumo prático e dica de prova (para você decorar e usar rápido):
  • Método rápido: conte por carbono quantas ligações C–H (cada uma dá -1), quantas ligações a átomos mais eletronegativos como O (cada uma dá +1), e ignore C–C.
  • Em \mathrm{CH_3CH_2OH}: carbonos têm números de oxidação -3 (metil) e -1 (metileno ligado a O).
  • Em \mathrm{CH_3OCH_3}: ambos os carbonos são -2.
    Vai com calma na prova: identifique a conectividade primeiro (quem está ligado a quem) e aplique essas regras — funciona sempre para casos simples como este.

Resposta

No isômero \mathrm{CH_3CH_2OH}: C_1 (metil) =-3; C_2 (metileno ligado a O) =-1.
No isômero \mathrm{CH_3OCH_3}: ambos os carbonos =-2.

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