Represente as estruturas de Lewis para os compostos abaixo. Utilize o conceito de hibridização dos orbitais para justificar a formação das ligações químicas. Faça um esboço dos orbitais para representar as ligações sigma (
) e pi (
) nos compostos.
.
Passo 1
O enunciado pede para desenharmos as estruturas de Lewis de
,
e
, justificar cada ligação usando hibridização de orbitais e esboçar como se formam as ligações sigma (
) e pi (
). Para isso precisamos:
. Contar elétrons de valência e montar a estrutura de Lewis.
. Determinar a hibridização de cada átomo central.
. Identificar quais orbitais hibridizados fazem ligações
e quais orbitais puros fazem ligações
.
. Esboçar a disposição geométrica dos orbitais.
Passo 2
Formaldeído,
– Elétrons de valência: (H)
(C)
(O)
.
– Lewis: coloca C no centro ligado a dois H e a O, completando octeto em C e O.
– Elétrons de valência:
– Lewis: coloca C no centro ligado a dois H e a O, completando octeto em C e O.
O oxigênio fica com dois pares não ligantes.
– Hibridização:
Carbono:
(três orbitais
no plano,
entre si, e um orbital
perpendicular).
Oxigênio:
(dois orbitais
ocupados por pares não ligantes, um para ligação
, mais um orbital
para a
).
– Ligações:
Três ligações
:
– duas –
– uma –
Uma ligação
: sobreposição lateral do orbital
do C com o
do O.
– Esboço dos orbitais:
No carbono, os três lobos
formam um triângulo plano ligando-se a H, H e O; o orbital
fica perpendicular ao plano e sobrepõe-se ao
do oxigênio, formando a
.
No oxigênio, dois lobos
carregam pares isolados, o terceiro faz
com o C
, e o
livre faz a
.
– Hibridização:
– Ligações:
– duas
– uma
– Esboço dos orbitais:
Passo 3
Cianeto de hidrogênio,
– Elétrons de valência: (H)
(C)
(N)
.
– Lewis: H ligado a C, C ligado triplo a N, completando octetos.
– Elétrons de valência:
– Lewis: H ligado a C, C ligado triplo a N, completando octetos.
O nitrogênio carrega um par não ligante.
– Hibridização:
Carbono:
(dois lobos
lineares,
, e dois orbitais
perpendiculares).
Nitrogênio:
(um lobo
faz
com C, o outro carrega o par isolado; dois orbitais
para as duplas
).
– Ligações:
Duas ligações
:
– –
– –
Duas ligações
: sobreposição dos dois pares de orbitais
do C com dois pares
do N.
– Esboço dos orbitais:
Eixo C–N–H retilíneo.
Dois conjuntos de lobos
no C e no N (um conjunto no plano, outro perpendicular) formam as duas
.
– Hibridização:
– Ligações:
–
–
– Esboço dos orbitais:
Passo 4
Eteno,
– Elétrons de valência: .
– Lewis: cada C liga dois H e o outro C, formando dupla entre os C.
– Elétrons de valência:
– Lewis: cada C liga dois H e o outro C, formando dupla entre os C.
Cada C completa seu octeto com dois H, uma
C–C e uma
C–C.
– Hibridização:
Cada carbono:
(três orbitais no plano,
; um orbital
perpendicular).
– Ligações:
Cada C faz três ligações
: duas
–
e uma
–
.
Uma ligação
: sobreposição lateral dos orbitais
perpendiculares de ambos os carbonos.
– Esboço dos orbitais:
Em cada C, os três lobos
formam um triângulo plano ligando-se a H, H e C; o orbital
perpendicular faz a
C–C.
– Hibridização:
– Ligações:
– Esboço dos orbitais: