Question

A hibridização é resultado da combinação entre diferentes tipos de orbitais atômicos devido à superposição entre eles. O estudo da hibridização de orbitais é muito útil para compreensão da geometria da molécula, por exemplo. Considerando os orbitais híbridos resultantes da sobreposição entre os orbitais atômicos típicos dos compostos orgânicos, analise as sentenças a seguir: I- As ligações pi da molécula de metano, CH4, são formadas pela sobreposição dos orbitais 1s do hidrogênio com os orbitais híbridos sp3 do carbono. II- A ligação sigma C-C na molécula do etano, C2H6, é formada pela sobreposição dos dois orbitais sp3 dos átomos de carbono. III- A ligação C-H na molécula do etano, C2H6, é formada pela sobreposição dos orbitais 1s do hidrogênio com os orbitais híbridos sp3 do carbono. Assinale a alternativa CORRETA:

Answer 1

Resposta:

II e

Explicação:

Answer 2

Todas as afirmações a respeito da hibridização dos orbitais do carbono são corretas.

Hibridização dos orbitais atômicos

Chamamos de hibridização quando ocorre a união de x orbitais atômicos, em geral, os orbitais do tipo s e p, a fim de formar x orbitais híbridos.

Quando o átomo apresenta um orbital p incompleto, para atingir a estabilidade, ele precisa completá-lo e assim completar sua camada de valência de acordo com o octeto.

Assim, esses átomos, tais como enxofre, carbono, boro, buscam realizar ligações covalentes a fim de completar sua camada de valência. Se nos lembrarmos do diagrama de Linus Pauling, temos que o orbital p é mais energético que o s.

Como a natureza visa alcançar a menor energia possível, ao formarmos um hibrido dos orbitais s e p, diminuiremos a energia dos orbitais e por conseguinte também reduzir a energia necessária para a ligação (veja imagem).

Dessa forma, aplicando para o carbono, os tipos de ligação que o átomo realiza, indicam a hibridização do mesmo:

• 4 ligações simples: 4 orbitais híbridos $sp^3$;
• 3 ligações simples + 1 ligação dupla: 3 orbitais híbridos $sp^2$ + 1 orbital p puro;
• 2 ligações simples + 2 ligações duplas ou 1 ligação tripla: 2 orbitais híbridos $sp$ + 2 orbitais p puro.

Os orbitais p puros são responsáveis pela realização das ligações pi. Nas ligações sigma teremos a sobreposição dos orbitais híbridos do átomo com os orbitais do átomo ao qual está ligado (seja hibrido como um $sp^3$ ou puro como um orbital s). Nas ligações pi, teremos a sobreposição dos orbitais p de cada átomo ligado.

Analisando as afirmativas apresentadas, temos que:

• I) As ligações pi da molécula de metano, $CH_4$, são formadas pela sobreposição dos orbitais 1s do hidrogênio com os orbitais híbridos $sp^3$ do carbono.

Essa afirmação está correta. O hidrogênio não realiza hibridização, pois o orbital a ser completado é o s. Além disso, no metano, o carbono realiza apenas ligações simples com o hidrogênio. Dessa forma, para isso, é necessária a hibridização do tipo $sp^3$.

• II) A ligação sigma C-C na molécula do etano, $C_2H_6$, é formada pela sobreposição dos dois orbitais $sp^3$ dos átomos de carbono.

Essa afirmação é correta. Os carbonos do etano realizam apenas ligações simples, portanto apresentam hibridização $sp^3$. Como são ligações sigma, ocorre a sobreposição dos orbitais híbridos de cada carbono.

• III) A ligação C-H na molécula do etano, $C_2H_6$, é formada pela sobreposição dos orbitais 1s do hidrogênio com os orbitais híbridos   $sp^3$ do carbono

Essa afirmação é correta. Os carbonos do etano realizam apenas ligações simples, portanto apresentam hibridização $sp^3$. Porém, como o hidrogênio não apresenta hibridização, a ligação sigma nesse caso será realizada pela sobreposição do orbital hibrido $sp^3$ do carbono e o orbital s do hidrogênio.

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