Question

NM – 08. TÉCNICO DE LABORATÓRIO/ ÁREA: QUÍMICA 12

Prova Tipo 1

O conhecimento sobre a ligação química do carbono é crucial para a síntese de compostos orgânicos, a manipulação de reações químicas e a compreensão das propriedades físico-químicas dos materiais estudados. Além disso, a compreensão dos princípios da ligação química do carbono é essencial para interpretar estruturas moleculares, para prever comportamentos químicos e para realizar modificações estruturais, com o objetivo de melhorar as propriedades de compostos específicos. Na natureza, o gás metano (CH4) não resulta da reação de um átomo de carbono com átomos de hidrogênio; ele deriva de processos biológicos complexos. Existia um enigma desafiador no início da Teoria de Ligação de Valência (TLV), que seja: o fato de o átomo de carbono ter a habilidade de realizar 4 (quatro) ligações com 4 (quatro) átomos de hidrogênio. Tal teoria previa uma configuração eletrônica compatível para 2 2 1 1 explicar apenas 2 (duas) ligações, 1s 2s 2px 2py . Sobre o átomo de carbono do ponto de vista da TLV, assinale a alternativa correta.

Accepted Answer

C) Para o átomo de carbono, um dos elétrons do nível 2s é promovido a um nível mais alto em energia, resultando na 2 1 1 1 1 seguinte configuração eletrônica: 1s 2s 2px 2py 2pz , a qual posteriormente, mistura-se para formar 4 (quatro) novos 3 orbitais híbridos sp , explicando assim as 4 (quatro) ligações idênticas com 4 (quatro) átomos de hidrogênio no metano. 2

Answer

A) Após a hibridização dos orbitais, os eixos dos orbitais híbridos sp apontam para os vértices de uma pirâmide de base quadrada, dando origem à geometria molecular da molécula do metano. 2

Answer

B) As ligações π que envolvem os orbitais híbridos sp na molécula do metano são mais fortes do que as ligações que envolvem orbitais não hibridizados 2s ou 2p. Assim, resultava-se em uma geometria molecular linear para a molécula do metano. 2

Answer

D) Após a promoção de 1 (um) elétron do nível 2s para próximo nível mais alto em energia, resulta-se na seguinte 2 1 1 1 1 configuração eletrônica: 1s 2s 2px 2py 2pz , a qual, posteriormente, mistura-se para formar 4 (quatro) novos 3 orbitais híbridos sp , que possuem energias diferentes com ângulos de ligação de 120º. Por isso, a molécula do metano possui geometria molecular trigonal plana.

Answer

E) Uma vez que a TLV admite que a ligação química entre átomos ocorre por meio da sobreposição de orbitais atômicos semipreenchidos, o carbono na molécula do metano forma 2 (duas) ligações σ com 2 (dois) átomos de 1 1 hidrogênio, uma vez que possui orbitais 2px e 2py . Entretanto, os outros 2 (dois) átomos de hidrogênio permanecem ligados à molécula do metano, via ponte de hidrogênio, resultando na formula molecular CH4.

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