Ligações simples: metano e etano

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Química orgânica 
 
 
 
 
LIGAÇÕES SIMPLES: METANO E ETANO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sumário 
 
Introdução .................................................................................................................................... 2 
Objetivos ....................................................................................................................................... 2 
 
1. Ligações Simples ............................................................................................................. 2 
1.1 Formação das ligações simples no metano ............................................................... 2 
1.2 Ligações simples do etano ......................................................................................... 4 
 
Exercícios ...................................................................................................................................... 4 
 
Gabarito ........................................................................................................................................ 5 
 
Resumo ......................................................................................................................................... 5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Introdução 
Na apostila intitulada "Ligações simples: Hibridização sp3", vimos como 
ocorre o processo de hibridização dos orbitais para a formação do orbital sp3 para 
promover as ligações simples entre os elementos químicos. 
Nesta apostila iremos observar essas ligações em duas moléculas orgânicas. 
O metano (CH4) e o etano (C2H6). A configuração dos orbitais é determinante para o 
tipo de ligação (simples, dupla, tripla) entre determinados elementos. 
Estudaremos nesta apostila as ligações formadas em carbonos de orbitais 
sp3, bem como o como os ângulos e os comprimentos formados a partir dessas 
ligações simples. 
Objetivos 
• Visualizar a formação das ligações simples no metano e no etano 
• visualizar o ângulo e o comprimento dessas ligações 
 
1. Ligações Simples 
1.1 Formação das ligações simples no metano 
O metano é uma substância orgânica com fórmula química CH4. Observem 
que a molécula é composta por um átomo de carbono e quatro átomos de 
hidrogênio. Para entendermos a formação das ligações no metano, iremos relembrar 
como ocorre a hibridização sp3 do carbono, no qual consiste na combinação de 1 
orbital s com 3 orbitais p formando 4 orbitais híbridos sp3. Isto significa que o 
carbono pode realizar quatro ligações simples nessa configuração (Figura 1). 
 
01 
 
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Hibridização sp3 do carbono 
 
As ligações simples presente no metano são formadas pela sobreposição do orbital 
sp3 do carbono com os orbitais 1s dos quatro hidrogênios (Figura 2). 
 
 
02 
Sobreposição dos orbitais sp3 do carbono e s do hidrogênio 
 
No metano, o carbono é o átomo central e os hidrogênios estão localizados 
nos vértices formando uma molécula de geometria tetraédrica (Figura 03). 
 
03 
Estrutura tetraédrica do metano 
FIQUE ATENTO 
____________________________________________________________ 
 
Cada Ligação C-H utiliza um orbital híbrido sp3 do 
átomo de C e um orbital 1s do átomo H. O ângulo de 
ligação H-C-H é de aproximadamente 109,5°. O 
comprimento da ligação (108,70 pm) está 
relacionado com a distância em que os núcleos 
atinjam a máxima estabilidade. 
 
 
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1.2 Ligações simples do etano 
O etano é um composto orgânico com a fórmula química C2H6. Apresenta 
uma estrutura um pouco maior do que a do metano. É composto por 2 átomos de 
carbono e 6 átomos de hidrogênio. Agora há dois tipos diferentes de ligações são 3 
ligações carbono-hidrogênio e 1 ligação carbono-carbono. Todas as ligações do 
etano também são tetraédricas (Figura 04). 
 
04 
Estrutura química da molécula etano 
 
TOME NOTA! 
 
 
Exercícios 
1. (Autor, 2019) Quais orbitais são utilizados para a formação das ligações 
carbono-hidrogênio e carbono-carbono na molécula de Etano? 
 
A formação da ligação C-C no etano é originada pela 
sobreposição dos orbitais sp3-sp3, já a C-H é a mesma 
que ocorre no metano s-sp3. O ângulo H-C-C nesse 
composto é de 111,17° e o comprimento da ligação c-c 
153,51 pm. É importante salientar que esses valores 
aparecem com valores arrendondados em diferentes 
literaturas. 
 
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2. (UDESC SC/2010 - Adaptada) - Dentre os produtos extraídos do petróleo, 
destaca-se a fração gasosa, composta principalmente pelos gases CH4 , C2H6, 
C3H8 e C4H10. A molécula de metano (CH4) apresenta quatro ligações iguais, 
com geometria tetraédrica e ângulo de ligação aproximadamente 109, 50°. 
 
Assinale a alternativa que indica a correta possibilidade de ligação química entre o 
átomo de carbono com os átomos de hidrogênio para a molécula de metano, 
relativa a um dos esquemas acima. 
a) O esquema I, onde está representado o modelo de hibridização sp. 
b) O esquema II, onde está representado o modelo de hibridização sp3. 
c) O esquema III, onde está representado o modelo de hibridização sp2. 
d) O esquema IV, onde está representado o modelo de hibridização sp3. 
e) O esquema V, onde está representado o modelo de hibridização sp 
 
3. (Autor, 2019) Quantas ligações simples o carbono da molécula de metano 
realiza? Qual a geometria formada por essas ligações na molécula do 
metano? 
Gabarito 
1. Na ligação C-H há sobreposição dos orbitais sp3-s. Na ligação C-C há 
sobreposição dos orbitais sp3- sp3 
2. Letra b. O elétron do orbital s se move para o orbital p. Formando o modelo 
de hibridização sp3. 
3. O carbono está localizado no centro da molécula, onde ocorre 4 ligações 
simples com os hidrogênios localizados em cada vértice de um Tetraedro. 
Resumo 
Vimos a importância da configuração do orbital de um elemento químico 
para a determinação do tipo de ligação que será realizada em determinada 
substância. 
 
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As ligações são formadas pela sobreposição dos orbitais, a qual também 
influenciará na geometria, comprimento de ligação e ângulo dessas ligações. 
Observamos o comportamento da hibridização do carbono com configuração sp3 
nos compostos orgânicos metano e etano. 
A hibridização sp3 do carbono o possibilita realizar quatro ligações simples. 
Na molécula do metano as ligações são dadas do carbono como átomo central 
ligado a 4 hidrogênios localizados nos vértices de geometria tetraédrica, todas as 
ligações C-H do tipo sp3-s com um ângulo de ligação de 109,5° aproximadamente. 
Já a molécula de Etano (C2H6) apresenta a ligação C-H presente no metano, 
além da ligação C-C formada pela sobreposição do orbital sp3-sp3. Também possuem 
a geometria tetraédrica e o ângulo de ligação H-C-H de 111,17° aproximadamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Referências bibliográficas 
BARBOSA, L. C. de. Introdução à Química Orgânica. 9. ed. São Paulo: Prentice Hall, 2011. 
Referências imagéticas 
Figura 01. BARBOSA L. C de. Introdução à Química Orgânica. 9. ed. São Paulo: Prentice Hall, 2011 
Figura 02. BARBOSA L. C de. Introdução à Química Orgânica. 9. ed. São Paulo: Prentice Hall, 2011 
Figura 03. WIKIMEDIA. Disponível em:<https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Methane-2D-
dimensions.svg>.Acessado em: 03/03/2019 às 23h12min. 
Figura 04. WIKIMEDIA. Disponível em:<https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ethane-staggered-
CRC-MW-dimensions-2D.png>.Acessado em: 03/03/2019 às 23h43min.