Indique as hibridizações dos carbonos nas moléculas de
,
.
Passo 1
O enunciado pede para identificar a hibridização dos carbonos nas seguintes moléculas:
,
,
,
.
Informações dadas (explicitadas):
- As fórmulas moleculares listadas representam as ligações carbono-hidrogênio e carbono-carbono conforme escritas.
- A tarefa é indicar a hibridização dos átomos de carbono em cada molécula (quando houver mais de um carbono, indicar a hibridização de cada carbono).
- Não há imagens adicionais fornecidas.
Passo 2
O que é hibridização (explicação didática e simples):
- Hibridização é um modelo da teoria do enlace de valência que mistura orbitais atômicos puros (como
e ) do átomo para formar novos orbitais híbridos com geometria e número apropriados para formar ligações sigma. - Para deduzir a hibridização de um átomo de carbono usa-se o número estérico (\emph{steric number}), que é:
- Mapeamento padrão:
- número estérico
hibridização (geometria linear, ângulo ), - número estérico
hibridização (geometria trigonal plana, ângulo ), - número estérico
hibridização (geometria tetraédrica, ângulo ).
- número estérico
- Observação prática: cada ligação simples (single) contribui com
ligação ; cada ligação dupla tem e (apenas a conta para o número estérico); cada ligação tripla tem e .
Passo 3
Como contar ligações
na prática (exemplo rápido):
- Se um carbono está ligado a três átomos por três ligações simples, ele tem
e, se não possuir pares isolados, número estérico . - Se um carbono participa de uma ligação tripla com outro carbono e uma ligação simples com um hidrogênio, ele tem
(uma C–H e uma C–C) → número estérico .
Passo 4
Análise de
.
Interpretação: aqui a escrita
corresponde à molécula acetileno/etino com fórmula estrutural
(cada carbono ligado a um H e ao outro C por uma tripla). Para cada carbono:
- ligações presentes: uma ligação C–H (simples) e uma ligação C–C (tripla).
- contagem de
: a C–H é , a C–C tripla tem (os outros dois são e não contam aqui). Logo cada carbono tem . - pares não ligantes no carbono:
. - número estérico
, portanto hibridização de cada carbono é .
Explicação física curta: emo carbono usa dois orbitais híbridos lineares para formar duas ligações (uma para H e uma para o outro C); os dois orbitais não hibridizados ficam perpendiculares e formam as duas ligações da tripla.
Passo 5
Análise de
.
Interpretação: é o eteno/etileno, com cada carbono ligado a dois H e ao outro carbono por uma dupla. Para cada carbono:
- ligações presentes: duas ligações C–H (simples) e uma ligação C–C (dupla).
- contagem de
: cada C–H contribui com (total ) e a C–C dupla tem , logo . - pares não ligantes no carbono:
. - número estérico
, portanto hibridização .
Explicação física curta: emo carbono forma três orbitais híbridos em um plano (ângulos ) para as três ligações ; o orbital restante forma o da dupla.
Passo 6
Análise de
.
Interpretação: é o formaldeído (ou metanal), com o carbono ligado a dois H e a um O por dupla. Para o átomo de carbono:
- ligações presentes: duas C–H simples e uma C–O dupla.
- contagem de
: duas C–H dão e a C–O dupla contém , total . - pares não ligantes no carbono:
. - número estérico
, logo hibridização do carbono é .
Observação: o oxigênio tem pares não ligantes e geralmente é tambémno formaldeído, mas a pergunta solicitou a hibridização dos carbonos.
Passo 7
Análise de
.
Interpretação: metano, com o carbono ligado a quatro hidrogênios por ligações simples. Para o carbono:
- ligações presentes: quatro C–H (simples).
- contagem de
: cada uma é , total . - pares não ligantes no carbono:
. - número estérico
, portanto hibridização .
Explicação física curta: emo carbono forma quatro orbitais híbridos em forma tetraédrica; ângulo entre ligações .
Passo 8
Resumo do método para usar na prova (passo-a-passo rápido que dá para decorar):
- Para cada carbono, conte as ligações
às quais ele participa (cada ligação simples = ; em dupla ou tripla conte apenas para aquela ligação). - Some os pares de elétrons não ligantes naquele carbono (em muitos casos de hidrocarbonetos e compostos simples, é
). - O número estérico
(sigma) (pares não ligantes). Use o mapeamento , , . - Interprete geometricamente (linear, planar, tetraédrico) se precisar justificar ângulos.