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

Passo 1

O enunciado pede para descrever quais orbitais são usados em cada átomo de carbono na formação das ligações em \mathrm{C}_{2}\mathrm{H}_{2} (acetileno). O conteúdo abordado é hibridização de orbitais atômicos e formação de ligações sigma ( \sigma) e pi ( \pi).

Passo 2

Cada átomo de carbono isolado tem configuração eletrônica no nível 2: dois elétrons em \,2s e dois em \,2p. Para ligarem-se de modo a formar a estrutura linear do acetileno, cada carbono precisa de dois orbitais direcionais para fazer ligações sigma com o outro carbono e com o hidrogênio, além de orbitais não-hibridizados para formar as ligações pi do triplo.

Passo 3

Faz-se a hibridização \mathrm{sp} em cada carbono, combinando um orbital \,2s com um orbital \,2p. Isso gera dois orbitais híbridos \mathrm{sp} em cada carbono, que se dispõem em linha reta (ângulo 180^\circ), e deixam dois orbitais \,2p puros (não-hibridizados), ortogonais entre si e perpendiculares ao eixo da molécula.

Passo 4

– As duas orbitais \mathrm{sp} em cada carbono formam:
1) uma ligação \sigma C–H pela sobreposição de \mathrm{sp} de C com o orbital 1s do H.
2) uma ligação \sigma C–C pela sobreposição de um \mathrm{sp} de um carbono com um \mathrm{sp} do outro.
– Os dois orbitais 2p restantes em cada carbono formam as duas ligações \pi do triplo C \equivC, através de sobreposições laterais entre orbitais 2p paralelos.

Resposta

Cada carbono está \mathrm{sp}-hibridizado, usando dois orbitais \mathrm{sp} para as ligações \sigma (uma C–H e uma C–C) e deixando dois orbitais 2p não-hibridizados para formar as duas ligações \pi do triplo C \equivC.

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