Explique o tipo de hibridização apresentado pelo carbono no etano (), eteno (), etino () e 1,2-propanodieno (). Desenhe as moléculas destes hidrocarbonetos indicando os ângulos esperados de ligação, o tipo de cada orbital molecular e os orbitais de origem de cada orbital molecular.
Passo 1
Falai! Pra resolver essa questão temos que desenhar as moléculas desses caras ai do enunciado e explicar a hibridização do carbono.
Primeiro, você precisa estar ligado em algumas regrinhas de nomenclatura da química orgânica. O nome de cada molécula dá diversas informações importantes sobre as moléculas!
Com essas informações a gente consegue montar uma estrutura simplificada, e ai por ultimo, a gente consegue analisar as ligações e definir a hibridização e os ângulos de ligação do carbono. Show de bola? Vamos lá então!
Passo 2
Vamos começar então olhando pro nome de cada um! Tá vendo que o nome das moléculas começam com et-, et-, et- e prop-?
Isso nos indica o número de carbono:
- Et- significa que a estrutura tem 2 carbonos
- Prop- que a estrutura tem 3
Depois do prefixo, que indica o número de carbono, a gente tem -an-, -en-, -in- e -dien-.
Isso nos diz os tipos de ligação presentes na estrutura:
- (-an-) significa que tem apenas ligações simples
- (-en-) significa que tem 1 ligação dupla
- (-in-) significa que tem 1 ligação tripla
- (-dien-) significa que tem 2 ligações duplas, cujas posições são indicadas pelas números 1,2 na frente do nome.
Com essas informações a gente consegue montar estruturas simplificadas pra cada molécula. E seguir pros outros passos!
Passo 3
Etano – tem 2 carbonos e só tem ligações simples!
Pra definir os ângulos esperados nas ligações, a gente precisa definir a hibridação dos carbonos!
No etano cada carbono faz 4 ligações simples, ou seja, 4 ligações sigma. Eles vão usar 4 orbitais hibridizados, então precisam fazer hibridação . Na hibridação os ângulos entre as ligações são de, aproximadamente, 109,5°.
Então, pro etano:
As ligações são feitas entre um orbital do H e um orbital do carbono. Ligações .
A ligação é feita entre dois orbitais . .
A representação 3D dessa molécula pode ser feita assim:
Passo 4
Eteno – tem 2 carbonos e faz 1 ligação dupla. Como o hidrogênio só faz 1 ligação, então a ligação dupla tem que ser entre os átomos de carbono! Então nossa estrutura simplificada fica assim:
Como os dois carbonos fazem ligação dupla, primeiro eles fazem a ligação simples, sigma, e depois fazem a segunda ligação, que se chama ligação pi.
No eteno, os carbonos precisam reservar um orbital p puro pra ligação pi. Portanto, só vão hibridizar 3 orbitais, formando orbitais do tipo . Nessa hibridação as ligações formam ângulos de, aproximadamente, 120° entre si.
Pro eteno:
As ligações são feitas entre um orbital do H e um orbital do carbono. Ligações .
Entre os carbonos temos uma ligação , entre orbitais dos carbonos, e uma ligação .
Como a molécula é plana, a representação 3D é exatamente como a desenhada ali em cima. Nessa nossa representação colorida e vendo ela por mais de um ângulo:
Passo 5
Etino - tem 2 carbonos e faz 1 ligação tripla. Como o hidrogênio só faz 1 ligação, então a ligação tripla tem que ser entre os átomos de carbono!
No etino, os carbonos precisam reservar dois orbitais p puros pras ligações pi. Portanto, só vão hibridizar 1 orbital s e um orbital p, formando dois orbitais do tipo . Nessa hibridação as ligações formam ângulos aproximados de 180° entre si.
Pro etino:
As ligações são feitas entre um orbital do H e um orbital do carbono. Ligações .
Entre os carbonos temos uma ligação , entre orbitais dos carbonos, e duas ligações .
Como a molécula é linear, a representação 3D é exatamente como a desenhada ali em cima. E a representação com palitinhos coloridos fica extremamente sem graça:
Pois é, um palito colorido.
Passo 6
1,2-Propanodieno – tem 3 átomos de carbono e faz 2 ligações duplas. Como o hidrogênio só faz 1 ligação, então as ligações duplas tem que ser entre os átomos de carbono! O 1 indica que a gente tem uma ligação dupla partindo primeiro átomo de carbono e o 2 que temos uma outra dupla partindo do segundo átomo de carbono. Nossa estrutura simplificada fica assim então:
No propanodieno, cada carbono “dos cantos” está fazendo três ligações sigma e uma pi. Portanto, eles vão ter hibridação e suas ligações vão ficar cerca de 120° umas das outras. Pro carbono central, com duas ligações sigma e duas ligações pi, a hibridação vai ser do tipo , formando dois orbitais distantes por 180°.
Pro 1,2-propanodieno:
As ligações são feitas entre um orbital do H e um orbital do carbono. Ligações .
Entre os carbonos temos uma ligação , entre um orbital do carbono central e um orbital de um outro carbono, e duas ligações , entre o carbono central e cada um dos outros carbonos.
Pra te ajudar a enxergar a estrutura em 3D:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)