Enunciado
Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 3.1 - Ex. 95
O ciclo-propano, , é um hidrocarboneto composto por um anel de três átomos de carbono.
- Determine a hibridação dos átomos de carbono.
- Prediga os ângulos de ligação CCC e HCH em cada átomo de carbono com base na sua resposta à parte (a).
- Quais devem ser os ângulos de ligação “reais” do CCC no ciclo-propano?
- Que característica define uma ligação em relação a uma ligação , por exemplo?
- Como as ligações do ciclo-propano ampliam a definição das ligações convencionais?
- Faça um desenho representando os orbitais moleculares para ilustrar sua resposta
Passo 1
Bom galera, antes de começar vamos desenhar nossa molécula e dar nomes aos bois aqui:
Precisamos da hibridação dos átomos. Para saber da hibridização precisamos contar quantos pares de elétrons temos, lembrando que cada ligação conta como 1 par.
Os três átomos de carbono fazem 4 ligações simples, então temos 4 pares de elétrons, o que significa que iremos precisar de 4 orbitais:
Adivinhem qual nossa hibridação aqui? Acertou quem disse sp³!
Agora, na letra b nós queremos saber os ângulos, então vamos analisar a Tabela abaixo:
No caso das hibridações sp³ sem elétrons livres teremos uma geometria tetraédrica, com ângulo próximo de 109,5°.
Passo 2
Bom galera, na letra c vamos precisar lembrar da geometria.
Como nosso ciclo-propano forma um anel de forma triangular, devemos lembrar que a soma dos seus ângulos internos é 180°.
Como o comprimento das suas ligações são iguais teremos um triângulo equilátero, com os três ângulos iguais.
Se dividimos 180° por 3, obtemos 60° em cada ângulo.
Na letra d queremos saber qual a característica que define as ligações Já sabem qual?
Fácil, né?!
Nas ligações deste tipo a densidade eletrônica da ligação está localizada na linha internuclear que liga os dois átomos de uma ligação.
Passo 3
A letra e nos pergunta sobre como as ligações do ciclo-propano ampliam a definição das ligações convencionais.
Vamos pensar!
Um orbital s não tem orientação com os eixos cartesianos, tendo uma geometria esférica. Já os três orbitais de um subnível p, denominados px, py e pz , estão orientados com os eixos cartesianos (ângulos de 90º). Cada orbital p é composto por duas nuvens eletrônicas em sentidos opostos do eixo. Na camada, a sobreposição dos orbitais s, px, py e pz dá origem a quatro orbitais híbridos sp³ , sendo suas nuvens eletrônicas distribuídas simetricamente em arranjo tetraédrico com ângulos de 109,5º.
Então, se os átomos de carbono nesta molécula são hibridizados como sp³, os orbitais de ligação não apontarão necessariamente para o espaço entre os átomos de carbono, mas nas quatro direções.
Finalizamos com a letra e.
Um orbita sp³ hibridizado possui uma forma característica, vamos ver?
Então, a interação entre os átomos de carbono será próxima a do desenho:
E fim !
Resposta
- sp³;
- 109°28’;
- 60°;
- Localidade da densidade eletrônica;
- Os orbitais de ligação não apontarão necessariamente para o espaço entre os átomos de carbono;
