Questão - Em certas condições, a molécula metileno, CH2 pode ser detectada. Descreva a ligação nesta molécula de vida curta. Por que o metano, CH4, é muito mais estável?

Passo 1

Vamos começar entendendo o que o exercício está pedindo. Temos duas moléculas de carbono com hidrogênio: o metileno ( CH2) e o metano ( CH4). Precisamos descrever como os átomos estão ligados na molécula de metileno, que é instável, e explicar por que o metano é muito mais estável. Para isso, vamos usar conceitos de estrutura de Lewis e teoria do octeto.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre a estrutura de Lewis, que nos ajuda a visualizar como os elétrons estão distribuídos entre os átomos em uma molécula. Cada átomo de carbono tem 4 elétrons de valência, e cada hidrogênio tem 1 elétron de valência.

Passo 3

Na molécula de metileno ( CH2), o carbono está ligado a dois átomos de hidrogênio. Isso significa que o carbono compartilha dois elétrons com os hidrogênios, formando duas ligações simples:
H - C - H
Assim, o carbono tem duas ligações e ainda possui dois elétrons não compartilhados (pares livres).

Passo 4

A presença desses pares livres faz com que a molécula de metileno tenha uma geometria diferente e menos estável. Além disso, o carbono no metileno não completa o octeto, o que contribui para sua instabilidade e vida curta.

Passo 5

Agora, vamos analisar o metano ( CH4). Aqui, o carbono está ligado a quatro átomos de hidrogênio, formando quatro ligações simples:
H - C - H
Cada ligação compartilhada ajuda o carbono a completar seu octeto, ou seja, alcançar 8 elétrons na camada de valência.

Passo 6

Com todas as orbitais de valência preenchidas e sem pares eletrônicos não compartilhados, o metano é uma molécula muito mais estável. A completação do octeto torna as ligações mais fortes e a estrutura molecular mais resistente a reações químicas que poderiam quebrá-la.

Resposta

A molécula de metileno ( CH2) possui um carbono ligado a dois hidrogênios com dois pares de elétrons não compartilhados, o que a torna instável. Em contraste, o metano ( CH4) tem o carbono ligado a quatro hidrogênios, completando o octeto e formando uma estrutura mais estável.

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