Descreva os orbitais usados pelo carbono para formar ligações em:
(a) \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4}

Passo 1

O enunciado pede para descrever quais orbitais o carbono utiliza nas ligações de etileno, \mathrm{C}_2\mathrm{H}_4. O conteúdo aqui é híbridos atômicos e sobreposição de orbitais para formar ligações sigma ( \sigma) e pi ( \pi).

Passo 2

Cada átomo de carbono em \mathrm{C}_2\mathrm{H}_4 está ligado a dois hidrogênios e ao outro carbono, totalizando três regiões de densidade eletrônica ao seu redor. Segundo a teoria da hibridização, isso leva à formação de três orbitais híbridos \mathrm{sp}^2 e mantém um orbital p não hibridizado.

Passo 3

Os três orbitais \mathrm{sp}^2 de cada carbono se organizam em um plano trigonal com ângulos de 120\circ entre si. Dois desses orbitais \mathrm{sp}^2 de cada carbono se sobrepõem com orbitais 1s de hidrogênio para formar duas ligações \sigma \mathrm{C–H}. O terceiro orbital \mathrm{sp}^2 de cada carbono se sobrepõe com um \mathrm{sp}^2 do outro carbono para formar a ligação \sigma \mathrm{C–C}.

Passo 4

O orbital p não hibridizado restante em cada carbono fica perpendicular ao plano dos \mathrm{sp}^2. Esses dois orbitais p paralelos se sobrepõem lateralmente para formar a ligação \pi \mathrm{C–C}, responsável pela insaturação dupla.

Passo 5

Em resumo, cada carbono em \mathrm{C}_2\mathrm{H}_4 é \mathrm{sp}^2-hibridado (três ligações \sigma em trigonal plana) e usa um orbital p puro para a ligação \pi.

Resposta

O carbono em \mathrm{C}_2\mathrm{H}_4 é \mathrm{sp}^2-hibridado, usando três orbitais \mathrm{sp}^2 para formar duas ligações \sigma com hidrogênios e uma ligação \sigma C–C, enquanto o orbital p não hibridizado de cada carbono forma a ligação \pi C–C.

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