A(s) ligação(ões) carbono-hidrogênio existente(s) na molécula de metano (CH4) pode(m) ser interpretada(s) como sendo formada(s) pela interpretação frontal dos orbitais atômicos s do átomo de hidrogênio, com os seguintes orbitais atômicos do átomo de carbono:
(A) Quatro orbitais p.
(B) Quatro orbitais hibridos sp3.
© Um orbital híbrido sp3.
(D) Um orbital s e três orbitais p .
(E) Um orbital p e três orbitais sp2.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre as ligações entre carbono e hidrogênio na molécula de metano (CH₄). O assunto é hibridização de orbitais, que é uma parte da química orgânica. Para resolver isso, vamos precisar entender como os orbitais atômicos do carbono e do hidrogênio se combinam para formar as ligações no metano.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que cada átomo de hidrogênio tem um orbital s. Já o carbono, que está no centro do metano, tem um total de quatro elétrons na sua camada de valência: um no orbital s e três nos orbitais p.

Passo 3

Agora, para formar as ligações com os quatro átomos de hidrogênio, o carbono precisa se “preparar” para fazer quatro ligações iguais. É aí que entra a hibridização dos orbitais. A hibridização é um processo onde os orbitais atômicos se combinam para formar novos orbitais híbridos que são iguais em energia e forma.

Passo 4

No caso do metano, o carbono mistura seu orbital s com os três orbitais p. Isso resulta em quatro novos orbitais híbridos chamados sp³. Cada um desses orbitais sp³ fica direcionado para um ponto diferente, formando uma geometria tetraédrica, o que explica os 109,5 graus entre as ligações C-H.

Passo 5

Portanto, cada ligação C-H no metano é formada pela sobreposição do orbital s do hidrogênio com um dos quatro orbitais sp³ do carbono. Isso cria quatro ligações simples iguais que mantêm a estabilidade da molécula.

Resposta

A alternativa correta é a (B) Quatro orbitais hibridos sp³.

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