Preveja a hibridização, a geometria e os ângulos de ligação para os átomos centrais em:
but-2-eno,
but-2-eno,
Passo 1
O enunciado pede: prever a hibridização, a geometria e os ângulos de ligação para os átomos centrais da molécula but-2-eno, cuja fórmula é
.
Informações dadas/assumidas (tiradas do próprio enunciado):
Informações dadas/assumidas (tiradas do próprio enunciado):
- A cadeia é
. - Os “átomos centrais” aqui são os dois carbonos do duplo vínculo (vou chamar eles de
e ). - Não há cargas formais nem heteroátomos no enunciado — é um alceno simples.
Passo 2
Desenho estrutural (em palavras) e contagem de ligações em
e
.
A conectividade é:
A conectividade é:
Agora vamos ver quantas ligações σ e pares livres cada um desses carbonos tem:
- Cada um dos carbonos centrais (
e ) está ligado a um átomo de hidrogênio ( ) — isso é uma ligação simples (uma ligação σ). - Cada um está ligado a um grupo metila (
) pelo vínculo simples (ou seja, outra ligação σ). - Entre
e existe uma dupla ligação: ela consiste em uma ligação σ e uma ligação π. Para hibridização contamos apenas a ligação σ (a π vem de orbitais p não hibridizados).
Portanto, cada carbono central temdomínios eletrônicos ligados por σ e não tem pares livres.
Passo 3
Conceito de hibridização explicado de forma simples e prática (o que usar na prova).
- Regra prática rápida (muito usada em provas): calcule o número de domínios eletrônicos ao redor do átomo central = número de ligações σ que ele faz + número de pares de elétrons não ligantes. Esse número é chamado de número estérico.
- Associação número estérico
hibridização básica: - número estérico
⇒ hibridização (geometria tetraédrica). - número estérico
⇒ hibridização (geometria trigonal plana). - número estérico
⇒ hibridização (geometria linear).
Uso isso porque hibridização descreve como orbitais atômicos se combinam para formar orbitais híbridos que acomodam regiões de densidade eletrônica (ligações σ e pares).
- número estérico
Passo 4
Aplicando a regra aos carbonos centrais:
- Para
: número estérico (ligações σ: com , com , com — a σ da dupla). Logo hibridização . - Para
: mesmo raciocínio, número estérico ⇒ hibridização .
Passo 5
Geometria associada à hibridização
e ângulos de ligação.
- Um átomo com hibridização
forma três orbitais híbridos dispostos no mesmo plano, apontando para os vértices de um triângulo equilátero ao redor do átomo — isto é, geometria trigonal plana. - Os três orbitais híbridos formam três ligações σ (no nosso caso:
, e a σ da ). O quarto orbital atômico permanece puro (não hibridizado) e sobrepõe lateralmente com o do carbono vizinho para formar a ligação π do duplo. - Portanto, a geometria ao redor de
e é trigonal plana e os ângulos de ligação ideais entre essas três ligações são aproximadamente .
Passo 6
Observações extras úteis para prova (motivação e pequenos desvios reais).
- A presença da ligação π e dos grupos substituintes impede rotação livre em torno da
, por isso existem isômeros cis/trans em alcenos — consequência direta da hibridização e do p não hibridizado formando a π. - Em moléculas reais os ângulos podem sofrer pequenas variações (por exemplo por efeitos estéricos), mas para
e de but-2-eno o valor prático usado em provas é . - Para completar o raciocínio rápido: os carbonos terminais
são, por padrão, (tetraédricos) com ângulos aproximados de — útil caso a questão peça todos os átomos.
Passo 7
Como você faz isso rápido na prova (resumo prático):
- Desenhe a estrutura de ligação.
- Para cada átomo de interesse conte as ligações σ + pares não ligantes → número estérico.
- Use a tabela número estérico ⇒ hibridização ⇒ geometria ⇒ ângulo aproximado.
Respira fundo, pratica esse procedimento umas 3 vezes em diferentes moléculas e fica bem na prova — você consegue!