(2,0) Para a molécula CCl4, informe:
a. A estrutura de Lewis
b. O tipo de ligação química.
c. A geometria da molécula, com o nome e representação esquemática.
d. Sua solubilidade em água. Explique.
e. A hibridização do átomo de carbono.
1 s
2 s
3 s}\mp@subsup{\textrm{s}}{}{2}\mathbf{3}\mp@subsup{\textrm{p}}{}{6
4 s}\mp@subsup{\textrm{s}}{}{2}\mathbf{4}\mp@subsup{p}{}{6
5 s}\mp@subsup{\textrm{s}}{}{5}5\mp@subsup{p}{}{6}\quad5\mp@subsup{d}{}{10}\quad5\mp@subsup{f}{}{14
6s c
7 s

Passo 1

Beleza, o exercício tá pedindo várias coisas sobre a molécula de tetracloreto de carbono, CCl4. Isso envolve conteúdo de química geral: estrutura de Lewis, tipo de ligação, geometria molecular (VSEPR), solubilidade em água e hibridização do carbono. Para resolver vamos precisar:
  1. Contar elétrons de valência de C e Cl.
  2. Desenhar a estrutura de Lewis.
  3. Entender VSEPR para saber a forma.
  4. Conhecer o conceito “like dissolves like” pra solubilidade.
  5. Revisar hibridização (teoria de orbitais).

Passo 2

Primeiro desenho a estrutura de Lewis:
  • Carbono © tem 4 elétrons de valência.
  • Cada cloro (Cl) tem 7 elétrons de valência.
    Total de elétrons disponíveis = 4 + 4times7 = 32 elétrons.
    Aí a gente põe o C no centro e faz 4 ligações simples com 4 Cls, consumindo 8 elétrons (2 por ligação). Os outros 24 elétrons ficam completando octetos dos cloros (6 em pares de não-ligação por Cl).
    Em LaTeX, dá pra representar assim:
Cl:ddot!-!C-!ddot:Cl (e os outros dois Cl iguais)
Cada Cl ficou com 3 pares isolados (seis pontos) e uma ligação ao C. Pronto, Lewis montado.

Passo 3

Tipo de ligação química:
Cada ligação C–Cl é covalente, porque ambos compartilham elétrons. Como a eletronegatividade do Cl (3,0) é maior que a do C (2,5), é meio “polar covalente”, mas como a molécula é simétrica, o dipolo se anula. Então a ligação é covalente (polar em cada ligação, mas molécula globalmente apolar).

Passo 4

Geometria da molécula:
Usando VSEPR, o C tem 4 pares de elétrons ligantes e nenhum par isolado. Quatro “bastões” pedem disposição máxima de afastamento, que é a geometria tetraédrica. Ângulo teórico de ≈109,5°.
Nome: tetraédrica. Representação esquemática em 3D (em LaTeX):
c Cl | Cl - C - Cl | Cl ou usando traço-sólido-pontilhado: çó
ClCCl,, com um ligante saindo (sólido) e outro entrando (pontilhado) ó

Passo 5

Solubilidade em água:
Água é uma molécula polar; CCl4 é apolar (dipolos C–Cl se cancelam). Regra “semelhante dissolve semelhante”: substâncias polares dissolvem polares, e apolares dissolvem apolares. Logo, CCl4 é praticamente insolúvel em água.

Passo 6

Hibridização do carbono:
O C faz 4 ligações simples, então mistura 1 orbital 2s com 3 orbitais 2p para formar quatro orbitais sp^3 equivalentes, apontando para os vértices de um tetraedro. Portanto, hibridização sp^3.

Resposta

a. Estrutura de Lewis:
Cada Cl ligado ao C central por ligação simples, cada Cl com 3 pares isolados, C sem pares isolados.
b. Ligação: covalente (polar em cada ligação, mas molécula apolar).
c. Geometria: tetraédrica, ângulos approx109,5^circ.
d. Solubilidade: insolúvel em água (apolar vs. polar).
e. Hibridização do C: sp^3.

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