Questão 9. Considere os compostos \mathrm{Al}_{2}\left(\mathrm{CH}_{3}\right)_{6} e \mathrm{Li}_{4}\left(\mathrm{CH}_{3}\right)_{4}.
a) Faca a formula estrutural destes compostos
b) Classifique suas ligações em termos do número de centros (núcleos) e elétrons envolvidos
c) Qual Teoria de Ligações explica melhor estas ligações deficientes de elétrons? Descreva a explicação.

Passo 1

O enunciado pede (a) as estruturas de \mathrm{Al_2(CH_3)_6} e \mathrm{Li_4(CH_3)_4}; (b) classificar cada ligação pelo número de centros atômicos e elétrons envolvidos; (c) indicar qual teoria de ligações explica melhor composições com déficit de elétrons.

Passo 2

A fórmula estrutural de \mathrm{Al_2(CH_3)_6} pode ser escrita como \mathrm{(CH_3)_2Al(\mu\text{-}CH_3)_2Al(CH_3)_2} onde cada átomo de alumínio está ligado a dois grupos metila “terminais” (ligações Al–C com dois centros e dois elétrons) e a dois grupos metila “de ponte” \mu\text{-}CH_3, compartilhados entre os dois átomos de Al.

Passo 3

A fórmula estrutural de \mathrm{Li_4(CH_3)_4} é \mathrm{(CH_3Li)}_4 com arranjo “cubano” alternando vértices de Li e de C. Cada vértice de carbono (o grupo \mathrm{CH_3^-}) está ligado a três átomos de lítio e cada Li+ a três carbonos, formando um cubo de oito vértices.

Passo 4

Em \mathrm{Al_2(CH_3)_6}:
  • As ligações Al–C terminais são clássicas de dois centros e dois elétrons (2c–2e).
  • As ligações Al–C–Al nas metilas de ponte envolvem três centros e apenas dois elétrons (3c–2e), caracterizando déficit eletrônico.
Em \mathrm{Li_4(CH_3)_4}:
  • Há essencialmente interação iônica entre \mathrm{CH_3^-} e \mathrm{Li^+}. Cada par Li–C pode ser visto como ligação de dois centros e dois elétrons (2c–2e) de caráter polarizado, mas a agregação cubana leva a interações multicêntricas (vários Li em torno de cada C).

Passo 5

A Teoria de Ligação de Orbital Molecular é a mais adequada para explicar ligações com déficit de elétrons. No caso das pontes 3c–2e em \mathrm{Al_2(CH_3)_6}, constrói-se um orbital ligante espalhado pelos três centros (Al–C–Al) que acomoda dois elétrons, e um orbital antiligante não ocupado. Essa descrição em termos de orbitais moleculares delocalizados justifica a estabilidade eletrônica apesar do número reduzido de elétrons por ligação.

Resposta

(a) \mathrm{(CH_3)_2Al(\mu\text{-}CH_3)_2Al(CH_3)_2} e arranjo cubano para \mathrm{(CH_3Li)}_4.
(b) em \mathrm{Al_2(CH_3)_6}: ligações terminais 2c–2e e pontes 3c–2e; em \mathrm{Li_4(CH_3)_4}: ligações Li–C 2c–2e polarizadas e interações multicêntricas no cluster.
(c) Teoria de Ligação de Orbital Molecular, pois descreve orbitais ligantes distribuídos em três centros, acomodando dois elétrons em cada ligação deficiente.

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