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HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO(OU HIBRIDAÇÃO)
Química – Turmas 301Professor Luiz Antônio Tomaz
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HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO
Introdução
Foi Kekulé, 1858, quem estabeleceu a tetravalênciatetravalência do elemento carbono.
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Friedrich August KEKULE (1829 – 1896)
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Introdução
Assim, a molécula de metanometano (CH4) costuma ser representada como . . .
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HI
H – C – HIH
Fórmula estrutural plana do metano.
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Introdução
Com a descoberta de novos fenômenos químicos, como por exemplo isomeria isomeria
ópticaóptica, houve necessidade de aperfeiçoar o modelo de molécula plana apresentado.
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Introdução
Desse modo, Le Bel e Van’t Hoff, em 1874, lançaram a idéia do carbono tetraédricocarbono tetraédrico,
portanto espacialespacial.
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Jacobus Henricus [ou Hendricus] van’t Hoff (1852 - 1911).
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Joseph Achille Le Bel (1847 - 1930).
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Modelo de molécula de metano com carbono tetraédrico.
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Introdução
Assim, devemos pensar na molécula de metanometano como sendo tridimensionaltridimensional, onde o átomo de carbono está no centro e os quatro átomos de hidrogênio ao redor.
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Introdução
Completando a concepção de Van’t Hoff e Le Bel, assinalamos que o carbono não forma apenas ligação simplesligação simples, gerando
moléculas tetraédricasmoléculas tetraédricas.
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Introdução
Há, também, ligação duplaligação dupla e ligação triplaligação tripla, as quais geram moléculas trigonaismoléculas trigonais e
lineareslineares.
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Introdução
Como explicar satisfatoriamente cada uma dessas ligações?
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Introdução
Isso pode ser feito através da Teoria da Teoria da Hibridização ou HibridaçãoHibridização ou Hibridação, que consiste na passagem de um elétron de orbital 2sorbital 2s
para orbital 2porbital 2pzz que está vazio.
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O carbono no estado fundamental
Para entender melhor a hibridização do carbono, relembramos a configuração configuração
desse elementodesse elemento e as formas dos orbitais formas dos orbitais “s” e “p”“s” e “p”.
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O carbono no estado fundamental
A configuração eletrônica é obtida através do Diagrama de Pauling . . .
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O carbono no estado fundamental
: 1s2 2s2 2p2.
Esta é a configuração eletrônicaconfiguração eletrônica do carbono.
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O carbono no estado fundamental
O gráfico energético é . . .
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O carbono no estado fundamental
As formas dos orbitais “s’ e “p” são . . .
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O carbono no estado fundamental
Orbital “s” ...
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O carbono no estado fundamental
. . . e orbital “p”.
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Atenção!
Embora o carbono possua apenas orbitais “s” e “p” (seu número atômico é baixo), há
orbitais de maior complexidade como orbitais “d” e “f” . . .
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Orbitais “d”
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O carbono no estado fundamental
Assim, o átomo de carbonocarbono em seu estado estado normalnormal tem a forma segundo o modelo . . .
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O carbono no estado fundamental
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O carbono hibridizado
Porém, sabemos que o carbono quando combinado com hidrogênio pode ter forma
tetraédrica.
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O carbono hibridizado
No modelo, o carbono é tetraédrico.
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Hibridizações do carbono
Há três maneiras diferentes de ocorrer hibridização do carbono.
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Hibridização sp3
Na hibridização sp3 um elétron “s” é promovido para o orbital “p” vazio,
originando o carbono no estado ativado (intermediário).
HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO
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Hibridização sp3
Estado ativado
(gráfico energético)
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Hibridização sp3
Em seguida, há “fusão” entre o orbital “s” e os três obtitais “p”.
Daí, hibridização sp3.
HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO
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Hibridização sp3
Carbono hibridizado
(gráfico energético)
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Hibridização sp3
Carbono hibridizado
(formas dos orbitais híbridos)
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Hibridização sp3
Nas ligações com outros átomos, forma quatro ligações “sigma”.
HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO
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Hibridização sp3
Carbono hibridizado
(na molécula de metano)
HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO
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Hibridização sp3
Carbono hibridizado
(na molécula de etano)
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Hibridização sp2
Na hibridização sp2 um elétron “s” é também promovido para o orbital “p” vazio,
originando o carbono no estado ativado (intermediário).
HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO
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Hibridização sp2
Entretanto, a “fusão” de orbitais ocorre entre o orbital “s” e dois “p”.
Daí, hibridização sp2.
HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO
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Hibridização sp2
Carbono hibridizado
(gráfico energético)
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Hibridização sp2
Note que um dos orbitais “p” permaneceu puro.
HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO
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Hibridização sp2
Carbono hibridizado
(formas dos orbitais híbridos)
HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO
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Hibridização sp2
Nas ligações com outros átomos, forma três ligações “sigma” e uma “pi”.
HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO
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Hibridização sp2
Carbono hibridizado
(na molécula de eteno)
HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO
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Hibridização sp
De forma semelhante, na hibridização sp um elétron “s” é também promovido para o orbital “p” vazio, originando o carbono no
estado ativado (intermediário).
HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO
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Hibridização sp
Agora, a “fusão” de orbitais ocorre entre o orbital “s” e um “p”, permanecendo dois
orbitais “p” puros.
Daí, hibridização sp.
HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO
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Hibridização sp
Carbono hibridizado
(gráfico energético)
HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO
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Hibridização sp
Nas ligações com outros átomos, forma duas ligações “sigma”
e duas “pi”.
HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO
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Hibridização sp
Carbono hibridizado
(a molécula de etino)
HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO
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Encerrando . . .
Salientamos que o fenômeno da hibridização não é exclusividadenão é exclusividade do
elemento carbonocarbono.
HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO
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Encerrando . . .
O enxofre, por exemplo, na formação do composto SF6 também apresenta o
fenômeno da hibridizaçãofenômeno da hibridização.
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Encerrando . . .
Mas isso fica para a próxima vez.
HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO