A ligação covalente é formada pelo compartilhamento de um par de elétrons. Com base na distribuição eletrônica do carbono, como podemos justificar a formação do metano
, metanal
e do dióxido de carbono
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre ligações covalentes envolvendo o carbono. A gente precisa entender como o carbono, que tem uma certa distribuição eletrônica, consegue formar compostos como metano (CH₄), metanal (H₂CO) e dióxido de carbono (CO₂). Vamos usar conceitos de eletrônica e ligações químicas pra explicar isso.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a distribuição eletrônica do carbono. O carbono tem 6 elétrons distribuídos da seguinte forma: 1s² 2s² 2p². Isso significa que ele tem 4 elétrons na camada de valência (camada externa), que são os que participam das ligações.
Passo 3
Como o carbono tem 4 elétrons na camada de valência, ele precisa de mais 4 elétrons para completar seu octeto (8 elétrons na camada externa, que é a regra do octeto). Ele faz isso compartilhando seus elétrons com outros átomos, formando ligações covalentes.
Passo 4
No metano (CH₄), o carbono compartilha seus 4 elétrons com 4 átomos de hidrogênio. Cada hidrogênio tem 1 elétron, e juntos, cada par de elétrons compartilhados forma uma ligação simples (uma ligação covalente) entre o carbono e cada hidrogênio. Assim, o carbono completa seu octeto e cada hidrogênio fica com 2 elétrons, completando sua camada.
Passo 5
No metanal (H₂CO), a situação é um pouco diferente. O carbono ainda precisa compartilhar 4 elétrons, mas agora ele forma 2 ligações com hidrogênio e 1 dupla ligação com o oxigênio. Uma dupla ligação significa que dois pares de elétrons são compartilhados entre carbono e oxigênio. Dessa forma, o carbono ainda completa seu octeto.
Passo 6
Já no dióxido de carbono (CO₂), o carbono faz ligações duplas com cada um dos dois átomos de oxigênio. Isso significa que o carbono compartilha 4 elétrons com cada oxigênio (duas ligações duplas), totalizando 8 elétrons compartilhados. Assim, o carbono completa seu octeto e os oxigênios também completam o deles.
Resposta
O carbono, com 4 elétrons de valência, forma ligações simples no metano (CH₄), explorando todos os 4 elétrons para completar seu octeto. No metanal (H₂CO) e no dióxido de carbono (CO₂), ele forma ligações duplas com o oxigênio, usando todos os seus elétrons de valência para satisfazer a regra do octeto em diferentes estruturas moleculares.