(UECE) Quimica Orgânica é o ramo da Química que estuda os compostos do carbono. A maioria dos seus compostos são importantes em nossas vidas, destacando o álcool comum, a gasolina, o ácido acético, as proteínas e as vitaminas.
Assinale a alternativa que mostra a característica correta do átomo de carbono.
a) Forma ligação tripla, e nesta situação o carbono é do tipo sp { }^{3}.
b) O carbono é tetravalente somente nos hidrocarbonetos.
c) Apresenta capacidade de formar cadeias longas, variadas e estáveis.
d) Liga-se a várias classes de elementos químicos, com exceção da classe dos calcogêníos.

Passo 1

O enunciado pede: escolher a alternativa que mostra a característica correta do átomo de carbono entre as opções dadas. As opções são:
a) Forma ligação tripla, e nesta situação o carbono é do tipo sp^{3}.
b) O carbono é tetravalente somente nos hidrocarbonetos.
c) Apresenta capacidade de formar cadeias longas, variadas e estáveis.
d) Liga-se a várias classes de elementos químicos, com exceção da classe dos calcogênios.
Informações relevantes fornecidas pelo enunciado: escolha única entre as alternativas (apenas uma está correta). Não há outros dados numéricos no enunciado.

Passo 2

Entender a estrutura eletrônica básica do carbono (isso é fundamental para justificar valência e hibridizações). O carbono tem configuração eletrônica de valência
1s^2\,2s^2\,2p^2.
Isto significa que, na camada de valência (nível n=2), há 4 elétrons disponíveis ( 2 em 2s e 2 em 2p). A presença desses 4 elétrons de valência é a razão pela qual o carbono costuma fazer quatro ligações covalentes (tetravalência): ele compartilha elétrons para completar octeto. Em linguagem simples: o carbono “precisa” completar até 8 elétrons no nível externo e, para isso, normalmente forma quatro ligações covalentes.

Passo 3

Explicar hibridização e tipos de ligação para ligar ao item (a). Quando o carbono faz diferentes tipos de ligações, seus orbitais se reorganizam — isso é a hibridização. Os casos mais comuns:
  • Quando o carbono forma quatro ligações simples (ex.: CH_4), usa hibridização sp^3; geometria tetraédrica.
  • Quando forma uma ligação dupla (ex.: C_2H_4), cada carbono tem hibridização sp^2; geometria trigonal plana.
  • Quando forma uma ligação tripla (ex.: C_2H_2, etino), cada carbono é hibridizado sp; geometria linear.
Portanto, a afirmação da opção (a) está errada no detalhe: o carbono que participa de uma ligação tripla NÃO é do tipo sp^{3}, e sim do tipo sp.

Passo 4

Sobre a tetravalência ser exclusiva dos hidrocarbonetos (opção b): explicar por que isso é falso. Tetravalência significa que o carbono pode formar até 4 ligações covalentes. Isso ocorre em muitos tipos de compostos, não apenas em hidrocarbonetos. Exemplos rápidos:
  • Em hidrocarbonetos simples, sim: CH_4 mostra carbono tetravalente.
  • Mas em compostos contendo heteroátomos também: em álcool CH_3OH o carbono central ainda forma 4 ligações (três com hidrogênios ou carbonos e uma com oxigênio). Em ácido acético CH_3COOH os carbonos fazem diferentes números de ligações, mas o carbono do grupo metila é tetravalente; o carbono do grupo carbonila participa de ligação dupla, mas no conjunto a valência total se ajusta.
    Logo, afirmar que o carbono é tetravalente somente nos hidrocarbonetos é falso.

Passo 5

Explicar o que é catenação (relacionado à opção c) e por que isso é verdadeiro. Catenação é a capacidade de um elemento formar ligações covalentes com átomos do próprio elemento, produzindo cadeias e anéis. O carbono tem forte tendência à catenacão por duas razões principais:
  • A ligação C–C tem energia suficiente para ser estável, permitindo cadeias longas.
  • A tetravalência do carbono permite ligações múltiplas e ramificações, gerando enorme diversidade estrutural.
    Consequências práticas: existência de hidrocarbonetos lineares, ramificados, aromáticos, polímeros (plásticos), biomoléculas longas (cadeias de carbono em proteínas, lipídeos, etc.). Por isso a afirmação “Apresenta capacidade de formar cadeias longas, variadas e estáveis” é correta — é uma das características fundamentais do carbono.

Passo 6

Analisar a opção (d) sobre ligação com calcogênios: calcogênios são os elementos do grupo 16, como oxigênio e enxofre. Carbono liga-se abundantemente a oxigênio e enxofre — exemplos:
  • Dióxido de carbono: CO_2.
  • Álcoois, éteres, ésteres, ácidos carboxílicos: muitos compostos orgânicos têm C–O.
  • Tióis e tioéteres: C–S existe também.
    Logo a afirmação de que o carbono se liga a várias classes de elementos “com exceção da classe dos calcogênios” é falsa, porque os calcogênios (especialmente oxigênio) são parceiros muito comuns do carbono.

Passo 7

Resumo das avaliações de cada alternativa (sem repetir a resposta final isoladamente):
  • (a) Incorreta — ligação tripla corresponde a hibridização sp, não sp^{3}.
  • (b) Incorreta — tetravalência do carbono não é exclusiva dos hidrocarbonetos; aparece em muitos compostos.
  • (c) Correta — capacidade de formar cadeias longas, variadas e estáveis (catenação) é uma característica chave do carbono.
  • (d) Incorreta — o carbono liga-se amplamente aos calcogênios (ex.: oxigênio), logo a exceção mencionada é falsa.

Resposta

c) Apresenta capacidade de formar cadeias longas, variadas e estáveis.

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