Explique:
Etileno, \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4}, é uma molécula planar, mas hidrazina \mathrm{N}_{2} \mathrm{H}_{4}, não é.

Passo 1

O enunciado pede para comparar as geometrias de duas moléculas: etileno ( \mathrm{C}_2\mathrm{H}_4), que é planar, e hidrazina ( \mathrm{N}_2\mathrm{H}_4), 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 [\,\mathrm{He}\,]\,2s^2\,2p^2 e forma três ligações sigma: duas C–H e uma C–C. Para isso cada carbono passa por hibridização \mathrm{sp}^2, gerando três orbitais híbridos no mesmo plano com ângulos de 120^\circ. O orbital 2p restante, não hibridizado, fica perpendicular ao plano e forma a ligação pi entre os carbonos. A necessidade de alinhamento desses dois orbitais 2p paralelos faz com que toda a molécula seja estritamente planar.

Passo 3

Já na hidrazina cada átomo de nitrogênio tem a configuração [\,\mathrm{He}\,]\,2s^2\,2p^3 e faz três ligações sigma (duas N–H e uma N–N) mais um par eletrônico livre. Cada nitrogênio se hibridiza em \mathrm{sp}^3, 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 H_{2} não coincidam. Isso faz com que a hidrazina não seja planar.

Resposta

O etileno é planar porque cada carbono está \mathrm{sp}^2 hibridizado e precisa alinhar orbitais 2p para a ligação pi, formando um plano. A hidrazina não é planar porque cada nitrogênio é \mathrm{sp}^3 e possui um par livre; o torcional em torno de N–N reduz a repulsão de pares livres, resultando numa molécula não planar.

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