Desenhe as estruturas de Lewis para o metano
e o formaldeído
. Qual é a hibridização no átomo de carbono no
e em
? O átomo de carbono em
não pode participar de uma ligação múltipla, enquanto em
ele pode. Explique essa observação utilizando a hibridização no átomo de carbono.
Passo 1
Beleza, o exercício tá pedindo pra gente:
- Desenhar as estruturas de Lewis de metano (
) e formaldeído ( ). - Dizer qual a hibridização do carbono em cada um.
- Explicar por que o C em
não faz ligações múltiplas, mas em faz, usando hibridização.
Conteúdo: química geral – estruturas de Lewis e hibridização de orbitais (
,
).
O que precisamos:
• Contar elétrons de valência dos átomos.
• Montar a estrutura de Lewis seguindo a regra do octeto.
• Aplicar a teoria de hibridização para entender quantos orbitais híbridos aparecem e onde sobra orbital p puro para π‐ligação.
O que precisamos:
• Contar elétrons de valência dos átomos.
• Montar a estrutura de Lewis seguindo a regra do octeto.
• Aplicar a teoria de hibridização para entender quantos orbitais híbridos aparecem e onde sobra orbital p puro para π‐ligação.
Passo 2
Estrutura de Lewis do metano (
):
- Contagem de elétrons de valência:
• C: 4 elétrons
• 4×H: 4×1 = 4 elétrons
Total = 8 elétrons. - Desenho: C no centro, 4 H ao redor, cada ligação simples (cada ligação usa 2 elétrons).
H–C–H
|
H C H
(4 ligações C–H, nada sobra) - Verificação da regra do octeto:
• C tem 4 ligações simples → 8 elétrons ao seu redor.
• Cada H tem 2 elétrons. Tudo certinho.
Passo 3
Hibridização do carbono em
:
• O carbono faz 4 ligações σ iguais.
• Teoria de hibridização diz que o C mistura 1 orbital 2s + 3 orbitais 2p → 4 orbitais híbridos .
• Geometria tetraédrica e quatro ligações σ.
• Não sobra orbital p puro para formar π‐ligação, logo não há como ter ligação múltipla em .
• O carbono faz 4 ligações σ iguais.
• Teoria de hibridização diz que o C mistura 1 orbital 2s + 3 orbitais 2p → 4 orbitais híbridos
• Geometria tetraédrica e quatro ligações σ.
• Não sobra orbital p puro para formar π‐ligação, logo não há como ter ligação múltipla em
Passo 4
Estrutura de Lewis do formaldeído (
):
- Contagem de elétrons de valência:
• C: 4 elétrons
• 2×H: 2×1 = 2 elétrons
• O: 6 elétrons
Total = 12 elétrons. - Montagem inicial:
H–C–H e C–O são ligações simples: 3 ligações → 6 elétrons usados.
Sobram 12 – 6 = 6 elétrons livres. - Colocamos 3 pares livres no oxigênio: agora O tem 8 elétrons (2 da ligação + 6 livres), mas C só tem 6.
- Para dar octeto ao C, transformamos um par livre do O em segunda ligação (π) entre C e O.
Resultado: H–C=O com 2 pares livres no O.
Passo 5
Hibridização do carbono em
:
• O C faz 3 ligações σ (2×C–H e 1×C–O σ).
• Ele mistura 1 orbital 2s + 2 orbitais 2p → 3 orbitais híbridos no mesmo plano.
• Resta 1 orbital p puro perpendicular, usado para formar a ligação π na dupla C=O.
• O C faz 3 ligações σ (2×C–H e 1×C–O σ).
• Ele mistura 1 orbital 2s + 2 orbitais 2p → 3 orbitais híbridos
• Resta 1 orbital p puro perpendicular, usado para formar a ligação π na dupla C=O.
Passo 6
Por que em
não rola ligação múltipla e em
rola?
• Em o C está
: todos os quatro orbitais híbridos estão ocupados com ligações σ, não sobra orbital p puro para π.
• Em o C está
: só 3 híbridos ocupados com σ, sobra 1 p puro para montar a ligação π do C=O, fazendo a dupla.
• Em
• Em
Resposta
– Hibridização do carbono em
:
– Hibridização do carbono em :
– Hibridização do carbono em