Revisão de Química

ISSO NÃO É  APOSTILA DIDÁTICA, É APENAS UMA AJUDA, CONSULTE SEU PROFESSOR E TIRE TODAS AS SUAS DÚVIDAS.

Resumo de Elizabete

   

Alguns materiais são sólidos, enquanto outros são elásticos como borracha ou conduzem eletricidade e outros não, enquanto alguns se quebram facilmente e assim por diante. Mas por que isso acontece? Isso se deve em grande parte, as ligações químicas entre os átomos e á arrumação entre eles. Sabemos que os átomos em sua maioria não ficam isolados, pois assim ficam instáveis. Assim eles tendem a compartilhar ou doar os seus elétrons segundo a regra do octeto.

Conclui-se que os elétrons são fundamentais para os compostos químicos. Mas onde estão os elétrons? Existem os orbitais atômicos, que é a região do espaço onde é mais provável encontrar o elétron.  Os orbitais são 4: s,p,d,f (FELTRE, 2004).

O orbital p tem formato de halteres, e é tridimensional,     com capacidade de 6 elétrons.

   

 

 O orbital s tem formato esférico, com capaci-

dade de 2 elétrons.

Esses elétrons responsáveis pelas ligações químicas são os presentes na camada de valência, os elétrons presente na camada mais externa. A ligação química só pode ocorrer se houver redução de energia em comparação com os átomos separados. Existem 3 tipos de ligações diferentes, uma é quando os átomos trocam elétrons entre si, a outra eles usam elétrons em parceria.

A ligação iônica é o resultado da atração eletrostática de íons de cargas opostas, traduzindo isso quando a diferença de eletronegatividade entre dois átomos é tão grande, que o elétron rodea mais o outro átomo, sendo que um perde e outro recebe elétron.

Exemplo:

[ Mg]²⁺  [ Cl ]^-₂

  Ela ocorre  geralmente entre metais e ametais.

 

A ligação covalente é quando os eletrons são compartilhados entre o atómos, em geral são feitas por ametais e hidrogênio, e ametais com ametais. A diferença de eletronegatividade entre os átomos é pequena , assim essa ligação forma pares de eletrons.

Existe a ligação covalente coordenada, que são os pares cedidos para outro átomo, como no caso do anidrido sulfúrico (SO₃). Para representar essa ligação existe a estrutura molecular com apenas os elétrons da camada de valência.

Lembra-se?
4 ligações simples	4 sigmas
1 dupla e 2 simples	1 pi e 3 sigmas
1 simples e 1 tripla 2 duplas	2 pi e 2 sigmas

          

Mas como essas moléculas estão no espaço? A teoria de Lewis não consegue explicar apenas. Assim podemos explicar por meio da geometria espacial e da hibridação. É a teoria da hibridação que fornece explicações para a geometria observada nas moléculas. Vamos ver o exemplo do CH₄

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I

Essa é a configuração eletrônica do Carbono no estado fundamental, aqui, percebe-se que apenas poderia existir CH₂, não existe espaço para mais 2 hidrogênios.

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O eletron que estava no orbital s, foi excitado para o orbital p. Até aí tudo bem, mas algo mais mudou, os hidrogênios não  podem se ligar nos orbitais 2s, 2p_x, 2p_y, 2p_z, pois a sua arrumação é de 90º. Assim concluíram que ocorreu uma hibridação dos orbitais s e p, que deu origem a novos 4 orbitais sp³. A arrumação dele é tetraédrica, ou seja o carbono fica no centro e os 4 hidrogênios se arrumam como uma pirâmide. Preste atenção, como no metano, quando o carbono se liga com 4 atómos por meio de ligação sigma a sua geometria é tetraédrica.  Não precisa gravar, é só se lembrar do metano (CH₄).

O nitrogênio e o oxigênio também se hibridizam, porém sem ativação. A molécula da água por exemplo, é em um orbital híbrido sp³.

Hibridação do Oxigênio
	Estado fundamental	Estado Hibridado
Orbitais	2s2 2px1 2py1 2pz1	4 orbitais sp3
ligações	2	2
geometria	-x-	Tetraédrica

Mas por que a água é angular? A repulsão dos pares não-ligantes é mais forte do que a ligação com os hidrogênios, aí o que era um tetraedro com 109, 7º diminui e  fica 104, 5º vira um ângulo, por isso a ligação é angular.

          

Molécula da água

Em barbosa, explica o por que da hibridização do oxigênio, interfere na arrumação molecular. A do nitrogênio também, como no caso da amônia. Perceba que originalmente toda hibridização sp³  é tetraédrica, mas leve em conta a repulsão dos pares não-ligantes.é importante notar que as ligações N-H fazem entre si ângulos de 107.8º, isto é, na amónia os ângulos de ligação são ligeiramente inferiores aos ângulos de uma geometria tetraédrica perfeita (109.5º). Por isso a  geometria na amônia é piramidal (BARBOSA, 2004).

 

Geometria tetraédrica perfeita                     orbitais p sem hibridização

Hibridação sp²

A ligação do eteno (CH₂ = CH₂) encontramos uma ligação diferente, a ligação π, assim a arrumação será diferente e a hibridação também. 

Aqui, nem todos os orbitais se hibridizam, pois os orbitais híbridos só fazem ligação sigma.

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Três orbitais: sp ²                                                                                    Um orbital p puro

No momento da ligação, podemos reconhecer da seguinte forma: Se você ver o carbono fazendo ligação dupla, é sp².  Por quê? Por que na ligação dupla, é uma sigma e outra pi, e SÓ ORBITAL P PURO FAZ LIGAÇÃO PI.

Existem outras hibridações sp² ?

Ambos estão hibridizados, com orbitais sp2

Orbitais sp

Neste caso, o carbono se liga por meio de duas ligações sigma e duas pi, apresentando hibridação sp. Neste caso, existe apenas dois orbitais híbridos. A estrutura não se restringe a duas ligações duplas como no caso do aleno, podemos ver orbitais sp no HCN, onde os átomos de carbono e nitrogênio apresentam hibridação sp.

Aí, todos os dois (carbono e nitrogênio) com hibridização sp

Referencias Bibliográficas:

BARBOSA, L.C.A Introdução a química orgânica- São Paulo, Prentice hall, 2004.

FELTRE.R. Química geral. Editora moderna, vol. 1, 2004.

Apostilas esplanadas :

http://www.colegiodinamico.com.br/PAGINAS/ALUNO/o_professor/arquivos/arilson/arilson_2011_3o_ano_%20aula3_hibridizacao_opt.pdf