Classifique o composto/espécie abaixo, como eletrófilo (E) ou nucleófilo (Nu):
\mathrm{H}^{-}

Passo 1

O enunciado pede para classificar a espécie química \mathrm{H}^{-} como eletrófilo ( E) ou nucleófilo ( Nu). A única informação dada é a fórmula/espécie: \mathrm{H}^{-}. A tarefa é decidir qual papel ela desempenha em reações químicas (aceitador de elétrons ou doador de elétrons).

Passo 2

Vamos primeiro definir, de maneira bem prática e direta, o que significa cada termo:
  • Um nucleófilo (Nu) é, em termos de Lewis, um doador de pares de elétrons. Ou seja, é uma espécie que tem elétrons disponíveis (lone pairs ou carga negativa) e tende a atacar centros deficientes em elétrons (carbonos positivamente polarizados, prótons, etc.). Exemplos típicos: \mathrm{OH}^{-}, \mathrm{NH}_3, \mathrm{Cl}^{-}.
  • Um eletrófilo (E) é um aceitador de pares de elétrons (um ácido de Lewis). Geralmente tem carga positiva parcial ou total, ou um orbital vazio que aceita elétrons. Exemplos: \mathrm{H}^{+}, carbocações ( \mathrm{R}^{+}), carbonilos polarizados ( \mathrm{C=O} com carbono parcialmente positivo).
Essas definições são as ferramentas que vamos usar para classificar \mathrm{H}^{-}.

Passo 3

Agora olhemos para a estrutura eletrônica e a carga de \mathrm{H}^{-}:
  • Um átomo de hidrogênio neutro tem configuração eletrônica 1s^1.
  • O íon hidrido \mathrm{H}^{-} tem um elétron a mais, ou seja, configuração 1s^2. Em outras palavras, há um par de elétrons no orbital 1s do hidrogênio.
  • Portanto, \mathrm{H}^{-} carrega carga negativa e contém um par de elétrons disponível (um lone pair) no átomo de hidrogênio.

Passo 4

Interpretação química desse fato:
  • Espécies com carga negativa e com pares de elétrons disponíveis tendem a doar esses elétrons para centros deficientes em elétrons. Isso é exatamente o comportamento de um nucleófilo (doador de elétrons).
  • Além disso, \mathrm{H}^{-} é conhecido como “hidrido” e apresenta caráter fortemente básico (reage prontamente com prótons, \mathrm{H}^{+}, para formar \mathrm{H}_2). Reagir com \mathrm{H}^{+} é doar elétrons para formar uma ligação H–H, comportamento típico de base/nucleófilo.

Passo 5

Exemplos práticos que confirmam o papel de \mathrm{H}^{-}:
  • Em reduções orgânicas práticas, fontes de hidrido como \mathrm{NaBH}_4 e \mathrm{LiAlH}_4 transferem efetivamente um íon \mathrm{H}^{-} para um carbono eletrofílico (por exemplo, o carbono de um grupo carbonila). Representação simplificada:
\mathrm{H}^{-} + \mathrm{C=O} \longrightarrow \mathrm{C-O}^{-}\text{ (ataque nucleofílico ao carbono)}í
  • Reação com prótons:
\mathrm{H}^{-} + \mathrm{H}^{+} \longrightarrow \mathrm{H}_2
Ambas as reações mostram \mathrm{H}^{-} doando elétrons — comportamento de nucleófilo/ímpar de base.

Passo 6

Por que não é eletrófilo?
  • Um eletrófilo precisa de orbital vazio ou deficiência eletrônica para aceitar um par de elétrons. \mathrm{H}^{-} já tem seu orbital 1s preenchido ( 1s^2) e uma carga negativa; não é eletropositivo nem tem tendência a aceitar elétrons. Logo, não apresenta as características típicas de um eletrófilo.

Passo 7

Dica prática para a prova (regra rápida para classificar espécies):
  • Se a espécie tem carga negativa ou um lone pair facilmente identificável → provavelmente é nucleófilo.
  • Se a espécie tem carga positiva, um centro com baixa densidade eletrônica ou orbital vazio → provavelmente é eletrófilo.
    Aplicando a regra rápida a \mathrm{H}^{-}: tem carga negativa e um par de elétrons disponível → comportamento típico de nucleófilo.

Resposta

Nucleófilo (Nu)

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