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
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.
(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.