Considere os compostos: etano, eteno, etino (acetileno). Para cada um destes, diga:
a) Número de ligações sigma e ligações pi
b) Hibridização dos átomos de carbono
c) Geometria das moléculas
d) Ângulo das ligações
e) Tipos de ligação sigma e pi, considerando também a ligação C-H

Passo 1

O enunciado pede a análise de três hidrocarbonetos – etano, eteno e etino – quanto a: número de ligações sigma e pi, hibridização dos carbonos, geometria molecular, valores de ângulo e natureza orbital das ligações C–C e C–H. Para isso usaremos conceitos de hibridização (mistura de orbitais atômicos), teoria VSEPR (para geometria) e tipos de sobreposição orbital (para ligações sigma e pi).

Passo 2

Analisando o etano ( C2 H6): cada carbono faz quatro ligações simples, sendo três C–H e uma C–C. Logo há um total de sete ligações sigma e nenhuma pi. Cada átomo de carbono utiliza hibridização sp^3, resultando em geometria tetraédrica segundo VSEPR e ângulo aproximado de 109,5^circ. A ligação C–C é formada pela sobreposição de dois orbitais híbridos sp^3 (um de cada carbono) e cada ligação C–H decorre da sobreposição de um orbital híbrido sp^3 do carbono com o orbital 1s do hidrogênio.

Passo 3

Analisando o eteno ( C2 H4): há uma ligação dupla C=C (uma sigma e uma pi) e quatro ligações C–H simples. Isso dá um total de cinco ligações sigma e uma pi. Os carbonos são sp^2-hibridizados, o que confere geometria trigonal plana em cada centro de carbono e ângulo de ligação de 120^circ. A ligação sigma C–C resulta da sobreposição frontal de orbitais híbridos sp^2; a ligação pi surge da sobreposição lateral de dois orbitais p não hibridizados. Cada C–H é uma sobreposição frontal de sp^2 com 1s.

Passo 4

Analisando o etino (acetileno, C2 H2): há uma ligação tripla C equivC (uma sigma e duas pi) e duas ligações C–H simples. No total são três ligações sigma e duas pi. Cada carbono é sp-hibridizado, de modo que a molécula é linear com ângulo de 180^circ. A ligação sigma C–C vem da sobreposição frontal de orbitais híbridos sp, e as duas pi resultam de sobreposições laterais de dois pares de orbitais p não hibridizados. Cada C–H combina um orbital híbrido sp do carbono com um orbital 1s do hidrogênio.

Resposta

Etano
a) sigma=7, pi=0
b) carbonos sp^3
c) tetragonal (tetraédrica)
d) 109,5^circ
e) C–C: sp^3 sp^3; C–H: sp^3 1s
Eteno
a) sigma=5, pi=1
b) carbonos sp^2
c) planar trigonal
d) 120^circ
e) C–C ( sigma): sp^2 sp^2; C–C ( pi): p p; C–H: sp^2 1s
Etino
a) sigma=3, pi=2
b) carbonos sp
c) linear
d) 180^circ
e) C–C ( sigma): sp sp; C–C ( pi): p p (duas); C–H: sp 1s

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