Qual número fixo de ligações o carbono, o hidrogênio, o nitrogênio, o oxigênio e os halogênios podem fazer?
Passo 1
O enunciado pede que eu diga qual número fixo de ligações cada um desses elementos costuma fazer:
- Carbono
- Hidrogênio
- Nitrogênio
- Oxigênio
- Halogênios
Não há mais informações no enunciado além da lista dos elementos. A tarefa é dar o número de ligações que cada um “pode fazer” (interpreto como o número típico/fundamental em compostos covalentes neutros).
Passo 2
Ideia-chave que vou usar (explicação didática, passo a passo, sem pressupor conhecimento prévio):
- Átomo quer completar sua camada de valência para ficar mais estável. Para a maioria dos elementos leves a regra prática é a regra do octeto: cada átomo “quer” ter um total de
- Aqui “elétrons de valência” é um número que se obtém olhando a posição do elemento na tabela periódica (por exemplo, carbono tem , etc.). Vou mostrar isso para cada caso.]
Passo 3
Hidrogênio (explicação e cálculo):
- Hidrogênio tem
elétron de valência. - Quer o dueto:
elétrons no total. - Aplicando a fórmula:
- Exemplo concreto: no gás hidrogênio
cada H forma uma ligação simples com o outro H; em todas as moléculas orgânicas o H aparece ligado por uma única ligação simples.
Passo 4
Carbono (explicação e cálculo):
- Carbono tem
elétrons de valência (está no grupo 14). - Quer completar o octeto (
elétrons). - Aplicando a fórmula:
- Exemplo: metano
mostra o C com quatro ligações simples; em moléculas orgânicas C costuma formar um total de quatro ligações (podendo ser simples, duplas ou triplas contadas conforme seus elétrons compartilhados).
Passo 5
Nitrogênio (explicação e cálculo):
- Nitrogênio tem
elétrons de valência. - Quer o octeto:
- Exemplo: amônia
mostra N com três ligações simples e um par de elétrons não ligantes. Observação importante: N pode aparecer com ligações (por exemplo em , o cátion amônio) — nesse caso há carga positiva e mudança no número de elétrons contados, por isso a expressão “ ligações” aqui é o caso neutro e mais típico.
Passo 6
Oxigênio (explicação e cálculo):
- Oxigênio tem
elétrons de valência. - Quer o octeto:
- Exemplo: água
mostra O com duas ligações simples e dois pares isolados. Observação: O pode formar três ligações em espécies protonadas como (hidrônio), novamente envolvendo cargas.
Passo 7
Halogênios (explicação e cálculo e exceções):
- Halogênios (F, Cl, Br, I…) normalmente têm
elétrons de valência. - Seguindo a regra do octeto:
- Exemplo: cloreto de hidrogênio
, fluoreto de hidrogênio — os halogênios aparecem normalmente com uma única ligação simples. - Exceções: o flúor (F) é sempre
porque não pode expandir o octeto (não tem orbital d disponível). Cloro, bromo e iodo (os halogênios mais pesados) podem, em compostos mais raros e sob certas condições, expandir o octeto e formar mais de uma ligação (ex.: , — aí entram estruturas com orbitais d e ressonância/estrutura de carga). Mas para química orgânica e a maioria dos casos práticos a regra ligação por halogênio é a que se usa.
Passo 8
Resumo prático e dica para prova (como usar isso rapidamente):
- Conte os elétrons de valência do átomo (usualmente dado pela coluna/grupo na tabela).
- Aplique a fórmula do dueto ou octeto para obter quantas ligações ele “precisa” fazer.
- Lembre-se: pares solitários (não ligantes) ocupam lugar na contagem do octeto, então quando montar estruturas de Lewis sempre verifique pares isolados e carga formal.
- Tenha em mente as exceções: espécies carregadas (cátions/anions) e halogênios pesados podem alterar o número de ligações convencionais.
Resposta
Carbono:
Hidrogênio:
Nitrogênio: (típico; pode ser
em
)
Oxigênio: (típico; pode ser
em
)
Halogênios: (típico; Flúor sempre
; Cl/Br/I podem expandir o octeto em casos especiais)
Hidrogênio:
Nitrogênio:
Oxigênio:
Halogênios: