Explique a hibridizaçâo s p^2 e s p^3 do Carbono.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede pra explicar a hibridização e do carbono. Isso é conteúdo de ligações químicas e orbitais atômicos — em especial como os orbitais “puros” ( e ) se misturam (“hibridizam”) pra formar novos orbitais equivalentes e direcionados. Pra resolver, a gente vai precisar:
  1. Entender o que são orbitais atômicos (s e p).
  2. Ver como se faz a mistura linear desses orbitais (hibridização).
  3. Descrever geometria, ângulos e exemplos práticos de moléculas com cada tipo.

Passo 2

Primeiro, o que é hibridização?
  • Nos átomos de carbono do estado excitado, temos um elétron no orbital e três em .
  • Ao formar ligações, esses orbitais se “misturam” por combinações lineares, gerando orbitais híbridos com energias e formatos diferentes.
  • Cada tipo de hibridização (por exemplo , ) combina um certo número de orbitais e .

Passo 3

Hibridização psisp^2 = cs,psi2s + cpx,psi2px + cpy,psi2py do carbono:
  1. Combinação linear: mistura um orbital + dois orbitais → três orbitais .
    Fórmula genérica de um orbital híbrido: (os coeficientes são iguais em módulo para garantir orbitais equivalentes).
  2. Geometria: plano trigonal, ângulos de 120°.
  3. Orbitais envolvidos:
    • 3 orbitais formam ligações (simples) com outros átomos.
    • 1 orbital sobra sem hibridizar (normalmente o ), usado pra formar ligações em duplas ligações.
  4. Exemplo clássico: eteno ( ). Cada carbono faz três ligações com seus e uma ligação com o outro carbono usando o livre.

Passo 4

Hibridização psisp^3 = tfrac12,psi2s + tfracraiz32,l(psi2px + psi2py + psi2pzr) do carbono:
  1. Combinação linear: mistura um orbital + três orbitais → quatro orbitais .
    Fórmula genérica de um dos híbridos:
  2. Geometria: tetraédrica, ângulos de aproximadamente 109,5°.
  3. Orbitais envolvidos:
    • 4 orbitais fazem quatro ligações equivalentes.
    • Não sobra orbital p livre, logo não tem aqui.
  4. Exemplo clássico: metano ( ). Cada ligação C–H é uma entre um do C e o do H.

Resposta

A hibridização do carbono ocorre quando ele combina 1 orbital + 2 orbitais gerando três orbitais num arranjo trigonal planar de 120°, sobrando um orbital livre para formar ligação (como em ). Já a mistura 1 orbital + 3 orbitais em quatro orbitais dispostos tetraedricamente (ângulos ~109,5°), formando apenas ligações equivalentes (como em ).

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