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Química orgânica LIGAÇÕES DUPLAS: HIBRIDIZAÇÃO SP2 1 Sumário Introdução .................................................................................................................................... 2 Objetivos ....................................................................................................................................... 2 1. Ligações duplas ............................................................................................................... 2 1.1 Hibridização sp2 .......................................................................................................... 2 1.2 Estrutura química do eteno ........................................................................................ 3 Exercícios ...................................................................................................................................... 4 Gabarito ........................................................................................................................................ 4 Resumo ......................................................................................................................................... 5 2 Introdução Na apostila anterior intitulada de "Ligações simples: metano e etano" aprendemos como são formadas as ligações simples nas moléculas orgânicas metano e etano e visualizamos a formação da estrutura tetraédrica bem como os ângulos das ligações desses compostos. Aprendemos também que a configuração do orbital influencia no tipo de ligação entre os átomos. Assim veremos que a sobreposição de orbitais sp2 é diferente da sobreposição de orbitais sp3. Nesta apostila estudaremos outro tipo de ligação, as chamadas ligações duplas. Veremos como ocorre a hibridização sp2 no átomo de carbono para a formação das ligações duplas. Observaremos a configuração do orbital sp2 e diferenças entre este orbital e o sp3. Objetivos • Como ocorre a hibridização sp2 para a formação das ligações duplas, exemplificando a molécula orgânica: eteno. • Identificar as ligações sigma e pi. 1. Ligações duplas 1.1 Hibridização sp2 Vimos que a configuração do orbital sp3 no carbono ocorreu através do processo de hibridização, no qual houve a sobreposição do orbital s com três orbitais p. Seguindo este caminho poderemos utilizar a mesma ideia para entender o processo de hibridização sp2. Logo no processo de hibridização sp2 o orbital 2s se combinará com apenas dois dos três orbitais 2p, formando 3 orbitais híbridos sp2. O orbital p que não participou da hibridização é posicionado no plano perpendicular ao plano dos três orbitais sp2 (Figura 01). 3 01 Hibridização sp2 1.2 Estrutura química do eteno O eteno é um composto formado por dois átomos de carbono e quatro átomos de hidrogênio (C2H4), sendo também é chamado de etileno. Os carbonos são ligados por meio de uma ligação dupla e são ligados por ligação simples aos hidrogênios (Figura 02). 02 Molécula de eteno A ligação dupla ocorre pela sobreposição sp2-sp2 dos carbonos, chamada de ligação sigma (σ) e ao mesmo tempo pelo orbital p que não participou da hibridização de cada átomo, esses orbitais se combinam de lado a lado, chamada de ligação pi (п). Os 4 hidrogênios se ligam aos quatro orbitais sp2 restantes, essas quatro ligações são simples (sigma). O etano apresenta uma geometria plana e com os ângulos entre as ligações de 120° aproximadamente. 4 IMPORTANTE! Exercícios 1. (UFRN) - Na molécula de eteno, qualquer um dos carbonos com hibridização sp2 apresenta: a) 1 ligação sigma e 3 ligações pi b) 4 ligações sigma e 2 pi c) 2 ligações sigma e 2 pi d) 3 ligações sigma e 1 ligação pi e) 1 ligação sigma e 3 ligações pi 2. (OSEC) - As hibridações de orbitais sp2 e sp3 apresentam ângulos entre suas ligações respectivamente: a) 109°, 180 b) 120°, 90° c)120°, 109° d)109°, 120 e)109°, 90° 3. (Autor,2019) Nas ligações duplas sempre haverá uma ligação_________________ (σ) e uma ligação ________________ (п). Gabarito 1. Letra d: A configuração sp2 realiza duas ligações simples e uma dupla, ou seja, três ligações sigma e uma p: Nas substâncias que apresentam ligação dupla, lembrem que sempre existirá uma ligação sigma (σ) e a outra será a ligação pi (п). 5 2. Letra c: A configuração sp2 apresenta geometria linear com um ângulo de 120°, já a A configuração sp3 apresenta geometria tetraédrica com ângulo de 109° aproximadamente 3. Ligação sigma/ Ligação pi: A ligação dupla apresenta uma ligação sigma e uma pi. Resumo O processo de hibridização sp2 do carbono ocorre com a combinação do orbital 2s com 2 orbitais 2p, formando três orbitais híbridos sp2 em mesmo plano formando um ângulo de 120° entre si. Já o orbital p que não participa da hibridização é encontrado em um plano perpendicular (90°) aos orbitais híbridos. Dessa forma verificamos que a configuração do orbital sp3 difere o orbital sp2, logo implicará em um tipo de ligação diferente, como exemplo observamos esta configuração nos carbonos da molécula do eteno. O eteno (C2H4) é um composto que apresenta dois carbonos com a configuração sp2, os quais se ligam por meio de uma ligação dupla. Uma é a combinação dos orbitais sp2-sp2 de cada átomo de carbono, chamada de ligação sigma e a outra é formada pela combinação dos orbitais p que não estão no processo de hibridização, formando a ligação pi. Pode-se dizer que em toda ligação dupla, teremos uma sigma (σ) e outra pi(п). Os hidrogênios se ligam aos 4 orbitais sp2 restantes. O eteno apresenta geometria plana e ângulo de 120° entre as ligações. Neste caso foi possível observar a diferença entre os ângulos da ligação entre os carbonos sp2 e os carbonos sp3 do etano por exemplo. 6 Referências bibliográficas MCMURRY ,John. Química Orgânica. 9º ed. São Paulo: Cengage Learning, 2017 Referências imagéticas Figura 01. MCMURRY ,John. Química Orgânica. 9º ed. São Paulo: Cengage Learning, 2017 Figura 02. Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Ethene-2D-flat.png>. Acessado em: 05/03/2019 às 21h38min
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