hibridizaÇÃo do carbono ( ou hibridaÇÃo ) química – turmas 301 professor luiz antônio tomaz

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO(OU HIBRIDAÇÃO)

Química – Turmas 301Professor Luiz Antônio Tomaz

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Introdução

Foi Kekulé, 1858, quem estabeleceu a tetravalênciatetravalência do elemento carbono.

Friedrich August KEKULE (1829 – 1896)

Introdução

Assim, a molécula de metanometano (CH4) costuma ser representada como . . .

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

HI

H – C – HIH

Fórmula estrutural plana do metano.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Introdução

Com a descoberta de novos fenômenos químicos, como por exemplo isomeria isomeria

ópticaóptica, houve necessidade de aperfeiçoar o modelo de molécula plana apresentado.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Introdução

Desse modo, Le Bel e Van’t Hoff, em 1874, lançaram a idéia do carbono tetraédricocarbono tetraédrico,

portanto espacialespacial.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Jacobus Henricus [ou Hendricus] van’t Hoff (1852 - 1911).

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Joseph Achille Le Bel (1847 - 1930).

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

 Modelo de molécula de  metano com carbono tetraédrico.       

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

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.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

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.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Introdução

Há, também, ligação duplaligação dupla e ligação triplaligação tripla, as quais geram moléculas trigonaismoléculas trigonais e

lineareslineares.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Introdução

Como explicar satisfatoriamente cada uma dessas ligações?

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

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.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

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”.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono no estado fundamental

A configuração eletrônica é obtida através do Diagrama de Pauling . . .

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono no estado fundamental

: 1s2 2s2 2p2.

Esta é a configuração eletrônicaconfiguração eletrônica do carbono.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono no estado fundamental

O gráfico energético é . . .

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono no estado fundamental

As formas dos orbitais “s’ e “p” são . . .

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono no estado fundamental

Orbital “s” ...

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono no estado fundamental

. . . e orbital “p”.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

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” . . .

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Orbitais “d”

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono no estado fundamental

Assim, o átomo de carbonocarbono em seu estado estado normalnormal tem a forma segundo o modelo . . .

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono no estado fundamental

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono hibridizado

Porém, sabemos que o carbono quando combinado com hidrogênio pode ter forma

tetraédrica.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono hibridizado

No modelo, o carbono é tetraédrico.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridizações do carbono

Há três maneiras diferentes de ocorrer hibridização do carbono.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

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

Hibridização sp3

Estado ativado

(gráfico energético)

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp3

Em seguida, há “fusão” entre o orbital “s” e os três obtitais “p”.

Daí, hibridização sp3.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp3

Carbono hibridizado

(gráfico energético)

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp3

Carbono hibridizado

(formas dos orbitais híbridos)

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp3

Nas ligações com outros átomos, forma quatro ligações “sigma”.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp3

Carbono hibridizado

(na molécula de metano)

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp3

Carbono hibridizado

(na molécula de etano)

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

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

Hibridização sp2

Entretanto, a “fusão” de orbitais ocorre entre o orbital “s” e dois “p”.

Daí, hibridização sp2.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp2

Carbono hibridizado

(gráfico energético)

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp2

Note que um dos orbitais “p” permaneceu puro.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp2

Carbono hibridizado

(formas dos orbitais híbridos)

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp2

Nas ligações com outros átomos, forma três ligações “sigma” e uma “pi”.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp2

Carbono hibridizado

(na molécula de eteno)

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

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

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

Hibridização sp

Carbono hibridizado

(gráfico energético)

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp

Nas ligações com outros átomos, forma duas ligações “sigma”

e duas “pi”.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp

Carbono hibridizado

(a molécula de etino)

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Encerrando . . .

Salientamos que o fenômeno da hibridização não é exclusividadenão é exclusividade do

elemento carbonocarbono.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Encerrando . . .

O enxofre, por exemplo, na formação do composto SF6 também apresenta o

fenômeno da hibridizaçãofenômeno da hibridização.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Encerrando . . .

Mas isso fica para a próxima vez.

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO