1. A tabela a seguir mostra algumas diferenças entre o diamante e a grafite, que são formas alotrópicas do carbono. Condução Condução Forma alotrópica Dureza de de calor eletricidade Diamante Duro Condutor Isolante Grafite Mole Isolante Condutor Essas propriedades são justificadas pelas es- truturas dos alótropos. Nessas estruturas, os átomos de carbono do diamante e da grafite têm, respectivamente, hibridização a) sp e sp2 b) sp3 e sp2 c) sp e sp3 d) sp2e sp3 e) sp2 e sp

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre as diferenças entre o diamante e a grafite, que são duas formas diferentes do carbono, chamadas de formas alotrópicas. A pergunta quer saber qual é o tipo de hibridização dos átomos de carbono em cada uma dessas estruturas. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é hibridização e como ela se aplica nas estruturas do diamante e da grafite.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre o diamante. O diamante é extremamente duro e um isolante elétrico. Isso acontece porque cada átomo de carbono no diamante está ligado a outros quatro átomos de carbono de forma muito rígida. Essa ligação ocorre através de orbitais híbridos sp³. A hibridização sp³ acontece quando um átomo mistura um orbital s com três orbitais p para formar quatro novos orbitais equivalentes que se organizam em um arranjo tetraédrico. Essa estrutura forte e estável é o que dá ao diamante sua dureza.

Passo 3

Agora, vamos para a grafite. A grafite, por outro lado, é macia e um bom condutor de eletricidade. Isso acontece porque cada átomo de carbono na grafite está ligado a outros três átomos de carbono usando orbitais híbridos sp². A hibridização sp² ocorre quando um átomo mistura um orbital s com dois orbitais p, formando três novos orbitais que ficam no mesmo plano e separados por 120 graus, criando uma estrutura plana em camadas. O quarto orbital p que sobra fica perpendicular ao plano, formando ligações π que permitem a movimentação dos elétrons, o que explica a condutividade elétrica da grafite.

Passo 4

Então, resumindo, no diamante os carbonos estão com hibridização sp³ e na grafite com sp². Isso está alinhado com as propriedades observadas: dureza no diamante devido às ligações fortes e estáveis sp³ e condutividade na grafite graças às ligações sp² e elétrons livres.

Resposta

A alternativa correta é b) sp³ e sp².

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