Escreva as estruturas de Lewis, indique o arranjo e a geometria de cada espécie: C2 H4

Passo 1

Beleza, vamos resolver o exercício de hoje! A gente precisa desenhar as estruturas de Lewis para a molécula C2H4, além de identificar o arranjo eletrônico e a geometria dessa molécula. Para isso, vamos usar conceitos de química como elétrons de valência, ligações químicas e geometria molecular.

Passo 2

Primeiro, vamos contar o total de elétrons de valência que temos. O carbono © tem 4 elétrons de valência e o hidrogênio (H) tem 1 elétron de valência. Como temos 2 carbonos e 4 hidrogênios:
  • Carbonos: 2 × 4 = 8 elétrons
  • Hidrogênios: 4 × 1 = 4 elétrons
Total de elétrons de valência: 8 + 4 = 12 elétrons.

Passo 3

Agora, vamos montar a estrutura básica da molécula. Colocamos os dois carbonos ligados entre si e distribuímos os hidrogênios ao redor dos carbonos. Inicialmente, fazemos ligações simples:
H
 |
C - C
 |
H
Cada ligação simples usa 2 elétrons.

Passo 4

Vamos verificar se todos os átomos estão com octeto (8 elétrons ao redor do carbono). Cada carbono está ligado a três átomos (um carbono e dois hidrogênios), totalizando 6 elétrons. Ainda faltam 2 elétrons para completar o octeto de cada carbono.

Passo 5

Para completar o octeto, precisamos adicionar uma ligação múltipla entre os carbonos. Transformamos uma das ligações simples entre os carbonos em uma ligação dupla, que usa mais 2 elétrons:
H   H
 |   |
C = C
 |   |
H   H
Agora, cada carbono está ligado a três átomos (um carbono com ligação dupla e dois hidrogênios), totalizando 8 elétrons ao redor de cada carbono.

Passo 6

Vamos identificar o arranjo eletrônico. Cada carbono tem três regiões de elétrons ao seu redor (dupla ligação com o outro carbono e duas ligações simples com hidrogênios). Segundo a teoria VSEPR, três regiões de elétrons resultam em um arranjo trigonal plano.

Passo 7

A geometria molecular corresponde ao arranjo eletrônico quando as regiões de elétrons não estão concentradas em pares isolados. Como temos três regiões sem pares isolados, a geometria também é trigonal plana, com ângulos de aproximadamente 120° entre as ligações.

Resposta

A estrutura de Lewis do C2H4 possui uma ligação dupla entre os dois átomos de carbono e ligações simples com os quatro hidrogênios. O arranjo eletrônico ao redor de cada carbono é trigonal plano, e a geometria molecular da molécula é trigonal plana.

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