Escreva a estrutura de Kekulé das substâncias abaixo representando corretamente a geometria de cada átomo e os pares de elétrons não ligantes. Posteriormente, indique a hibridização de cada átomo central.
\mathrm{C}\left(\mathrm{CH}_{3}\right)_{4}

Passo 1

O enunciado pede para escrevermos a estrutura de Kekulé de \mathrm{C}(\mathrm{CH}_3)_4 mostrando a geometria ao redor de cada átomo e os pares não ligantes, e depois indicar a hibridização de cada átomo central. Vamos usar a teoria de ligações de valência e a hibridização de orbitais para compostos orgânicos.

Passo 2

A estrutura de \mathrm{C}(\mathrm{CH}_3)_4 tem um carbono central ligado a quatro grupos metila idênticos. Cada ligação é simples (sigma), e não há pares de elétrons não ligantes em nenhum átomo de carbono ou hidrogênio. Em notação de Lewis, representamos assim:
\mathrm{C}_0 \bigl( \mathrm{C}_1\mathrm{H}_3,\; \mathrm{C}_2\mathrm{H}_3,\; \mathrm{C}_3\mathrm{H}_3,\; \mathrm{C}_4\mathrm{H}_3 \bigr)
onde cada \mathrm{C}_i i=1\ldots4 forma três ligações \mathrm{C}_i\!-\!\mathrm{H} e uma ligação simples \mathrm{C}_0\!-\!\mathrm{C}_i. Não há pares livres em nenhuma das cinco espécies de carbono nem nos hidrogênios.

Passo 3

Para determinar a geometria ao redor de cada átomo de carbono usamos o modelo VSEPR (Repulsão de Pares de Elétrons na Camada de Valência). Cada carbono tem quatro regiões de alta densidade eletrônica (quatro ligações simples), o que leva à geometria tetraédrica em torno de cada carbono.

Passo 4

A hibridização de um átomo de carbono com quatro ligações simples (quatro orbitais híbridos apontando para os vértices de um tetraedro) é \mathrm{sp}^3.
Portanto:
  • O carbono central \mathrm{C}_0 é \mathrm{sp}^3.
  • Cada carbono do metil \mathrm{C}_1,\mathrm{C}_2,\mathrm{C}_3,\mathrm{C}_4 é também \mathrm{sp}^3.

Resposta

Todos os cinco átomos de carbono em \mathrm{C}(\mathrm{CH}_3)_4 são hibridizados \mathrm{sp}^3.

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