Monte a estrutura para os compostos correspondentes:
éter dimetílico

Passo 1

O enunciado pede para montar (desenhar / representar) a estrutura do composto chamado “éter dimetílico”.
Informações dadas (explícitas pelo nome):
  • O nome comum “éter dimetílico” indica que o éter tem dois grupos metila ligados ao oxigênio.
  • Objetivo: obter a estrutura conectiva correta e os detalhes essenciais (ligações, pares isolados, hibridização e carga formal).

Passo 2

Entender o que é um éter e o que é um grupo metila:
  • Éter: composto orgânico com a função geral onde um átomo de oxigênio liga duas cadeias carbônicas; a fórmula geral do grupo funcional é R–O–R’. Aqui R e R’ são grupos orgânicos.
  • Grupo metila: é o grupo com fórmula condensada CH_3. É um carbono ligado a três hidrogênios e a mais uma ligação para outro átomo (no caso, o oxigênio).
Então, pelo nome “dimetílico” temos R = R' = CH_3. A conectividade será CH_3\!-\!O\!-\!CH_3.

Passo 3

Contagem de elétrons de valência (para desenhar a estrutura de Lewis e verificar pares isolados):
  • Cada carbono tem 4 elétrons de valência, dois carbonos dão 2\cdot 4.
  • Cada hidrogênio tem 1 elétron, há 6 hidrogênios: 6\cdot 1.
  • Oxigênio tem 6 elétrons de valência.
    Total de elétrons de valência:
2\cdot 4 + 6\cdot 1 + 6 = 8 + 6 + 6 = 20.
Esses 20 elétrons (ou 10 pares) devem ser distribuídos para satisfazer a regra do octeto para C e O (H quer 2 elétrons).

Passo 4

Montando a estrutura de Lewis passo a passo:
  1. Colocar o átomo mais eletronegativo (oxigênio) no centro ligado aos dois carbonos: conectividade C - O - C.
  2. Usar ligações simples C–O e C–H. Cada ligação simples consome 2 elétrons. Temos 2 ligações C–O (na verdade são 2 ligações, uma para cada C), e cada carbono terá 3 ligações C–H adicionais.
  3. Contagem de elétrons usados em ligações:
    • Duas ligações C–O: 2\cdot 2 = 4 elétrons.
    • Se cada C tem 3 H ligados, são 2\cdot 3 = 6 ligações C–H: 6\cdot 2 = 12 elétrons.
    • Total em ligações: 4 + 12 = 16 elétrons.
  4. Restam 20 - 16 = 4 elétrons (2 pares) para colocar como pares não ligados. Esses 4 elétrons ficam no oxigênio como dois pares isolados, completando o octeto do oxigênio.
  5. Verificação do octeto:
    • Cada carbono tem 4 ligações (3 H + 1 O) → 8 elétrons ao redor → octeto satisfeito.
    • Oxigênio: 2 ligações + 2 pares isolados → 8 elétrons → octeto satisfeito.
  6. Não há necessidade de ligações múltiplas nem cargas formais; todas as cargas formais são zero (ver cálculo abaixo).
Cálculo rápido de carga formal (exemplo para mostrar que tudo fica neutro):
  • Fórmula da carga formal: FC = V - (N_{n} + \tfrac{1}{2}N_{b}), onde V = elétrons de valência, N_{n} = elétrons não ligantes, N_{b} = elétrons em ligações.
  • Para o oxigênio: V=6, N_{n}=4 (dois pares), N_{b}=4 (duas ligações → 4 elétrons): FC_O = 6 - \bigl(4 + \tfrac{1}{2}\cdot 4\bigr) = 6 - (4 + 2) = 0.
  • Para um carbono: V=4, N_{n}=0, N_{b}=8 (quatro ligações → 8 elétrons): FC_C = 4 - \bigl(0 + \tfrac{1}{2}\cdot 8\bigr) = 4 - 4 = 0.
  • Hidrogênio: FC_H = 1 - (0 + \tfrac{1}{2}\cdot 2) = 0.
    Logo, estrutura neutra e apropriada.

Passo 5

Representações da estrutura (modo prático para prova):
  • Fórmula condensada: CH_3-O-CH_3. Esta é a forma mais usada em provas para éteres simples.
  • Fórmula estrutural (Lewis): cada CH_3 ligado ao O, e ao redor do O dois pares isolados: pode-se desenhar como
    H H
    \,|\;\;\;|
    H–C–O–C–H
    \,|\;\;\;|
    H H
    (ou simplesmente desenhar CH_3\!-\!O\!-\!CH_3 em linha).
  • Nome IUPAC para referência: dimetoximetano não é usado aqui — o nome comum aceito e simples é éter dimetílico; a IUPAC prefere “metóxi-metano”, mas na prova “éter dimetílico” e CH_3-O-CH_3 são suficientes.

Passo 6

Propriedades geométricas e dicas de prova:
  • Hibridização do oxigênio: o oxigênio tem quatro regiões de elétrons (duas ligações e dois pares isolados) → hibridização sp^3.
  • Geometria eletrônica: tetraédrica; geometria molecular em torno do oxigênio: angular (semelhante a água, porém com ângulo C–O–C próximo de 109{,}5^\circ, levemente reduzido pelos pares isolados — em éteres fica por volta de 104^\circ a 110^\circ dependendo do caso).
  • Polaridade: molécula polar por causa da diferença de eletronegatividade C–O; porém não forma ligações de hidrogênio intermoleculares tão fortes quanto álcoois (pois não tem H ligado ao O).
  • Dica prática para prova: quando pedir “montar a estrutura”, escreva primeiro a fórmula condensada CH_3-O-CH_3, depois, se necessário, desenhe os pares isolados no oxigênio e conte elétrons para mostrar que a estrutura está correta.

Resposta

CH_3\!-\!O\!-\!CH_3

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