Utilize a teoria de ligação de valência para justificar a estereoquímica das espécies apresentadas a seguir.
Passo 1
O enunciado pede para usar a teoria de ligação de valência (mistura de orbitais atômicos para formar orbitais híbridos) de modo a justificar a estereoquímica (geometria) das espécies
,
,
e
. Vamos então, em cada caso, identificar a hybridização do átomo central e a forma resultante.
Passo 2
Para
:
- O carbono no estado fundamental tem configuração eletrônica
, com dois elétrons pareados em e dois desemparelhados em . - Para formar quatro ligações equivalentes, promove-se um elétron de
para , ficando com quatro elétrons desemparelhados. - Esses quatro orbitais (um
e três ) se misturam formando quatro orbitais híbridos , todos equivalentes. - Cada orbital
se sobrepõe ao orbital de um H, formando quatro ligações . - Os quatro orbitais
se arranjam em geometria tetraédrica, com ângulos de .
Passo 3
Para
:
- O fósforo tem subníveis
e também orbitais vazios. - Misturam-se um orbital
, três e um para gerar cinco orbitais híbridos . - Esses cinco híbridos formam cinco ligações
com os átomos de Cl. - A disposição ótima desses cinco orbitais é a geometria bipiramidal trigonal: três ligantes no plano eqüatorial com ângulo
entre si e dois ligantes axiais perpendiculares ao plano, a .
Passo 4
Para
:
- Cada átomo de carbono está ligado a dois H e ao outro C.
- Em cada C, mistura-se um orbital
com dois para formar três orbitais . - Cada híbrido
participa de ligações : dois com H e um com o outro C. - O orbital
restante, não hibridizado, fica perpendicular ao plano e forma a ligação entre os carbonos. - Os três orbitais
em cada C definem um plano, com ângulos de , tornando a molécula planar trigonal em torno de cada C.
Passo 5
Para
:
- O carbono central tem configuração
, semelhante a . - Promove-se um elétron e hibridizam-se
e três para gerar quatro orbitais . - Três híbridos se sobrepõem aos orbitais
de H e um hibrido se sobrepõe ao orbital do Cl, formando quatro ligações . - Esses quatro orbitais
se dispõem em tetraedro, com ângulos de .