Em geral, o carbono realiza quatro ligações, podendo ter as geometrias tetraédrica, trigonal plana e linear. No entanto, o carbono possui configuração eletrônica [He]
, o que vai de encontro a este fato. Explique esse comportamento do carbono, a partir da TLV.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre o carbono, que geralmente faz quatro ligações e pode ter formas tetraédrica, trigonal plana e linear. Mas, olha só, a configuração eletrônica do carbono é [He]
, que dá a entender que ele só teria duas elétrons desemparelhados para formar ligações. A questão quer que a gente explique como o carbono consegue fazer quatro ligações mesmo com essa configuração, usando a Teoria da Ligação de Valência (TLV).
Passo 2
Primeiro, vamos entender a configuração eletrônica do carbono: [He]
. Isso significa que no segundo nível de energia, temos dois elétrons no orbital s e dois no orbital p. Ao olhar só para isso, parece que o carbono tem apenas dois elétrons disponíveis para formar ligações, certo? Mas, na prática, ele forma quatro ligações! Como isso acontece?
Passo 3
A resposta está na hibridação dos orbitais. A hibridação é um conceito da TLV que explica como os orbitais atômicos se combinam para formar novos orbitais híbridos que facilitam a formação de ligações químicas.
Passo 4
No caso do carbono, para formar quatro ligações iguais, os orbitais
e os três
se combinam e formam quatro orbitais híbridos equivalentes, chamados de sp³. Cada um desses quatro orbitais híbridos sp³ está bem direcionado em um arranjo tetraédrico, permitindo que o carbono faça quatro ligações iguais com outros átomos.
Passo 5
Quando o carbono forma menos de quatro ligações, como na geometria trigonal plana ou linear, ele utiliza outros tipos de hibridação:
-
Trigonal plana (sp²): aqui, o carbono usa um orbital s e dois orbitais p para formar três orbitais híbridos sp², deixando um orbital p não híbrido disponível para formar ligações pi (π), como nas ligações duplas.
-
Linear (sp): nesse caso, o carbono utiliza um orbital s e um orbital p para formar dois orbitais híbridos sp, deixando dois orbitais p não híbridos para formar duas ligações pi (π), como nas ligações triplas.
Passo 6
Portanto, mesmo com a configuração eletrônica [He]
, o carbono consegue fazer quatro ligações ao hibridizar seus orbitais de acordo com a necessidade da molécula que está formando, permitindo diversas geometrias de ligação.
Resposta
O carbono consegue formar quatro ligações e adotar diferentes geometrias (tetraédrica, trigonal plana e linear) devido à hibridação de seus orbitais
e
. Essa hibridação permite a formação de orbitais híbridos equivalentes (sp³, sp², sp) que facilitam a ligação com outros átomos, explicando a capacidade do carbono de fazer quatro ligações mesmo com sua configuração eletrônica [He]
.