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 18.1 - Ex. 70
O cubano é um alcano diferente, no qual oito átomos de carbono nos vértices de um cubo são ligados aos átomos de carbono adjacentes segundo as arestas do cubo. a) Escreva a fórmula química do cubano e desenhe sua estrutura. b) Quais são os ângulos carbono-carbono esperados para o cubano? c) Qual é a hibridação esperada para os átomos de carbono? d) Alguns compostos derivados de cubano são bons explosivos. Escreva a equação química de combustão do cubano e calcule a entalpia de combustão a partir das entalpias das Tabelas 7.7 e 7.8. e) A entalpia de combustão a experimental do cubano é . Explique a diferença e explique o que torna o cubano um bom explosivo. (Sugestão: verifique como uma restrição dos ângulos de ligação pode afetar as energias das ligações.)
Passo 1
Letra a)
A fórmula química do cubano é: C8H8
Sua estrutura:
Passo 2
Letra b)
Os ângulos carbono-carbono esperados para o cubano são de 90°.
Passo 3
Letra c)
A hibridação esperada para os átomos de carbono é a sp3.
Passo 4
Letra d)
A reação de combustão do cubano se dá:
Tabela de Energias de Ligação:
Temos que a entalpia é dada como:
Passo 5
Letra e)
A entalpia experimental do cubano se difere da calculada devido as forças de restrição presentes nas ligações, e aos efeitos dos ângulos de ligação na energia total da molécula.
Como o cubano possuí uma entalpia de combustão muito alta ele se faz um bom explosivo.
Resposta
a) C8H8, sua estrutura é um cubo;
b) 90°;
c) sp3;
d) -1992 kJ.mol-1;
e) A diferença está presente nos efeitos das forças de restrição e nos ângulos de ligação, ele é um bom explosivo por possuir alta entalpia de combustão.