Dê a hibridação do átomo em vermelho negrito das seguintes moléculas e identifique o número de ligações
(sigma) e
(pi):
Passo 1
O enunciado pede duas coisas para a molécula
: (1) determinar a hibridação do átomo destacado em vermelho e (2) identificar o número de ligações
e
.
Vou assumir que o átomo destacado é o carbono central (fórmula estrutural típica: ). As informações relevantes que temos (da própria fórmula e da estrutura esperada) são:
Vou assumir que o átomo destacado é o carbono central (fórmula estrutural típica:
- Átomos e elétrons de valência: carbono
, oxigénio , cada cloro . - Fórmula total de elétrons de valência:
. - Estrutura provável: carbono ligado a um oxigénio por dupla ligação e a dois cloros por ligações simples.
Passo 2
Desenho da estrutura de Lewis (passo a passo, para ficar claro):
- Coloca-se o carbono no centro, faz-se uma ligação dupla entre
e e duas ligações simples entre e os dois :
- Contagem de elétrons: cada ligação simples usa 2 elétrons; a ligação dupla usa 4 elétrons. Distribuindo pares não-ligantes, obtém-se:
- Oxigénio: dupla ligação com C (4 elétrons em ligações) + 2 pares isolados (4 elétrons) → octeto completo.
- Cada cloro: uma ligação simples com C (2 elétrons) + 3 pares isolados (6 elétrons) → octeto completo.
- Carbono: três ligações (duas simples e uma dupla) que, contadas em termos de pares ligados ao carbono, correspondem a três regiões de ligação ao redor do carbono.
Passo 3
Como se determina a hibridação (a teoria que vamos usar explicadinha):
- Conceito prático: a hibridação do átomo central pode ser inferida pelo seu número estérico (steric number), que é o número de regiões de densidade eletrônica ao redor do átomo (cada ligação simples conta como 1 região, uma ligação múltipla também conta como 1 região, e cada par isolado conta como 1 região).
- Fórmula curta:
. - Relação com hibridação (casos mais comuns):
- steric number
- steric number
- steric number
- steric number
Aplicando ao carbono da nossa molécula:
- O carbono faz uma ligação dupla com o oxigénio (esta ligação dupla conta como 1 região/1 ligação múltipla) e duas ligações simples com dois cloros. Não há par isolado no carbono (todas as 4 valências do C estão envolvidas em ligações).
- Portanto
.
Passo 4
Conclusão sobre hibridação:
- Como a
, o carbono está hibridado como . - Interpretação orbital: o carbono usa três orbitais híbridos
dispostos em plano trigonal (ângulos próximos de ) para formar três ligações (duas C–Cl e a componente da C–O). O orbital p não hibridizado permanece perpendicular ao plano e é o que participa da ligação com o oxigénio.
Passo 5
Explicação de como contar ligações
e
(regra prática):
- Cada ligação simples =
ligação . - Cada ligação dupla =
ligação + ligação . - (Ligação tripla =
+ , para referência.)
Aplicando à molécula:
- Dupla ligação C=O →
(C–O) + (C–O). - Duas ligações simples C–Cl → cada uma é
, total . - Somando:
totais . totais .
Passo 6
Interpretação orbital (para fixar o entendimento):
- As três ligações
envolvendo o carbono vêm dos três orbitais do carbono; - A ligação
C–O provém do solapamento lateral entre o orbital p não hibridizado do carbono e um orbital p do oxigénio; por isso só há uma na molécula, localizada na ligação C=O.
Resposta
Carbono (átomo destacado):
Número de ligações: e
Número de ligações: