Enunciado

O cubano é um alcano diferente, no qual oito átomos de carbono nos vértices de um cubo são ligados aos átomos de carbono adjacentes segundo as arestas do cubo. a) Escreva a fórmula química do cubano e desenhe sua estrutura. b) Quais são os ângulos carbono-carbono esperados para o cubano? c) Qual é a hibridação esperada para os átomos de carbono? d) Alguns compostos derivados de cubano são bons explosivos. Escreva a equação química de combustão do cubano e calcule a entalpia de combustão a partir das entalpias das Tabelas 7.7 e 7.8. e) A entalpia de combustão a experimental do cubano é - 4,2   M J . m o l - 1 . Explique a diferença e explique o que torna o cubano um bom explosivo. (Sugestão: verifique como uma restrição dos ângulos de ligação pode afetar as energias das ligações.)

Passo 1

Letra a)

A fórmula química do cubano é: C8H8

Sua estrutura:

Passo 2

Letra b)

Os ângulos carbono-carbono esperados para o cubano são de 90°.

Passo 3

Letra c)

A hibridação esperada para os átomos de carbono é a sp3.

Passo 4

Letra d)

A reação de combustão do cubano se dá:

C 8 H 8 g + 10 O 2 g → 8 C O 2 g + 4 H 2 O ( g )

Tabela de Energias de Ligação:

Temos que a entalpia é dada como:

∆ H ° = ∑ E R e a g e n t e s - ∑ E P r o d u t o s

∆ H ° = 12 ⋅ 348 + 8 ⋅ 412 + 10 ⋅ 0 - 8 ⋅ 2 ⋅ 360 + 4 ⋅ 2 ⋅ 463

∆ H ° = 7472 - 9464 = - 1992   k J . m o l - 1

Passo 5

Letra e)

A entalpia experimental do cubano se difere da calculada devido as forças de restrição presentes nas ligações, e aos efeitos dos ângulos de ligação na energia total da molécula.

Como o cubano possuí uma entalpia de combustão muito alta ele se faz um bom explosivo.

Resposta

a) C8H8, sua estrutura é um cubo;

b) 90°;

c) sp3;

d) -1992 kJ.mol-1;

e) A diferença está presente nos efeitos das forças de restrição e nos ângulos de ligação, ele é um bom explosivo por possuir alta entalpia de combustão.

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