Explique:
Etileno,
, é uma molécula planar, mas hidrazina
, não é.
Etileno,
Passo 1
O enunciado pede para comparar as geometrias de duas moléculas: etileno (
), que é planar, e hidrazina (
), que não é planar. O conteúdo envolvido é a teoria VSEPR (rejeição de pares de elétrons) e hibridização dos orbitais atômicos.
Passo 2
No etileno cada átomo de carbono tem fórmula eletrônica
e forma três ligações sigma: duas C–H e uma C–C. Para isso cada carbono passa por hibridização
, gerando três orbitais híbridos no mesmo plano com ângulos de
. O orbital
restante, não hibridizado, fica perpendicular ao plano e forma a ligação pi entre os carbonos. A necessidade de alinhamento desses dois orbitais
paralelos faz com que toda a molécula seja estritamente planar.
Passo 3
Já na hidrazina cada átomo de nitrogênio tem a configuração
e faz três ligações sigma (duas N–H e uma N–N) mais um par eletrônico livre. Cada nitrogênio se hibridiza em
, gerando quatro orbitais em arranjo aproximadamente tetraédrico. Porém, um desses quatro é ocupado pelo par livre, levando a uma geometria local de pirâmide trigonal ao redor de cada nitrogênio.
Passo 4
Esses pares livres nos dois nitrogênios se repelem fortemente. Para minimizar essa repulsão, a molécula adota uma conformação torcida (gauche) em torno da ligação N–N, de forma que os planos dos dois grupos –N
não coincidam. Isso faz com que a hidrazina não seja planar.
Resposta
O etileno é planar porque cada carbono está
hibridizado e precisa alinhar orbitais
para a ligação pi, formando um plano. A hidrazina não é planar porque cada nitrogênio é
e possui um par livre; o torcional em torno de N–N reduz a repulsão de pares livres, resultando numa molécula não planar.