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Química orgânica LIGAÇÕES DO CARBONO: OXIGÊNIO 1 Sumário Introdução .................................................................................................................................... 2 Objetivos ....................................................................................................................................... 2 1. Ligação covalente ............................................................................................................ 2 1.1 Ligação covalente H2O ................................................................................................ 2 1.2 Ligações carbono com oxigênio ................................................................................. 3 Exercícios ...................................................................................................................................... 4 Gabarito ........................................................................................................................................ 4 Resumo ......................................................................................................................................... 4 2 Introdução Na apostila Ligações do carbono: metila, estudamos que o carbono pode deixar de ser tetravalente (realizar 4 ligações) para realizar apenas 3 ligações, sendo possível observar pela nova hibridização. E nesse processo é formado radical orgânico monovalente. Nessa apostila iremos visualizar que o carbono também se liga a diferentes átomos, além do hidrogênio e outros carbonos, através das ligações covalentes. Estas ligações estão muito presentes em compostos orgânicos, como também em inorgânicos como a molécula da água, por exemplo. Sabemos que nas ligações covalentes há o compartilhamento de elétrons, e ocorre entre elementos não-metais. Como no caso de uma ligação entro átomos de carbono e oxigênio que veremos mais adiante. Objetivos • Verificar a possibilidade de ligação covalente entre carbono e oxigênio • Formar ligações duplas e simples entre carbono e oxigênio 1. Ligação covalente 1.1 Ligação covalente H2O A partir da molécula de água, veremos que as ligações envolvidas nesse composto são covalentes e podem aparecer no carbono caso ele se ligue a qualquer ametal. O elemento de oxigênio apresenta 6 elétrons na camada de valência. Então precisa de mais 2 elétrons para atingir a estabilidade. Já o hidrogênio apresenta na sua camada de valência apenas 1 elétron, necessitando de apenas mais um elétron para alcançar a estabilidade na camada K. Sabendo disto, vamos analisar a molécula de água (H2O) composta por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio (Figura 1). Observa-se que o átomo de oxigênio compartilha um elétron com cada hidrogênio, assim alcança a estabilidade com 8 elétrons, bem como o átomo de hidrogênio que ao compartilhar elétron com o oxigênio atinge a estabilidade. 3 01 Molécula de água 1.2 Ligações carbono com oxigênio Análogo o que vimos nas ligações covalentes da molécula de água também pode ser utilizado para a formação das ligações entre o átomo de carbono e oxigênio sempre respeitando o número presente de elétrons na última camada, e compartilhando de forma que os átomos envolvidos na ligação atinjam a estabilidade. Por exemplo, na molécula do gás carbônico (CO2) há dois átomos de oxigênio e um de carbono. Justifica-se pelo fato do carbono ser tetravalente e precisa receber mais 4 elétrons compartilhado para atingir a estabilidade, logo receberá compartilhado 2 elétrons de cada oxigênio, assim ambos os átomos alcançarão a estabilidade na configuração com 8 elétrons na camada de valência (Figura 02). 02 Molécula de CO2 SAIBA MAIS! O átomo de carbono pode realizar as ligações covalentes com qualquer outro elemento químico que não seja metal, sempre obedecendo a regra do octeto. As ligações podem ocorrer simultaneamente em diferentes átomos. Nas aulas futuras veremos mais das combinações do carbono com outros átomos! 4 Exercícios 1. (Autor, 2019) É possível realizar ligação covalente com o átomo de carbono ligando-o a um metal? 2. (Autor, 2019) O carbono pode realizar ligações covalentes com outros elementos químicos que sejam não-metais. Quantas ligações o átomo de carbono precisa realizar para atingir a estabilidade? 3. (Autor, 2019) Ao analisar o composto CO2, verificamos que o carbono compartilhou 2 elétrons com cada átomo de oxigênio. Por que o carbono não compartilhou 3 elétrons com um átomo e 1 elétron com o outro oxigênio? Gabarito 1. Não. Pois não acontece ligação covalente entre metal e ametal. 2. O carbono necessita de mais 4 elétrons (tetravalente) para atingir a estabilidade. 3. Porque o oxigênio possui 6 elétrons na camada de valência, logo necessita apenas de mais 2 elétrons para atingir a estabilidade. Resumo Estudamos que a ligação covalente está presente tanto nos compostos orgânicos, aparecendo nas cadeias carbônicas como em compostos inorgânicos, como no caso da água (H2O). Onde o princípio da ligação covalente se dá pelo compartilhamento de elétrons entre elementos não-metais. Vimos que a partir da molécula de água, há compartilhamento de elétrons através das ligações covalentes para atingir a configuração de equilíbrio na camada de valência. O carbono também sendo ametal, como o oxigênio e o hidrogênio, é capaz de formar ligações covalentes com outros elementos, caso os outros elementos também sejam ametais. No Exemplo do CO2 foi possível observar o compartilhamento dos elétrons do carbono com os dois átomos de oxigênio. Cada oxigênio compartilhou 2 elétrons, com o carbono e ambos os elementos químicos atingiram a estabilidade, pois o oxigênio necessita de mais dois elétrons e o carbono de mais quatro. 5 Dessa maneira conclui-se que o átomo de carbono pode formar ligações covalentes com qualquer átomo não-metal respeitando a regra do octeto. 6 Referências bibliográficas PERUZZO, F. M.; CANTO, E. L. do. Química na Abordagem do Cotidiano. 4. ed. São Paulo:Moderna, 2006. Referências imagéticas Figura 01WIKIPEDIA. Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:H2O_lc.svg>. Acessado em: 09/03/2019 às 22h09min. Figura 01WIKIPEDIA. Disponível em: <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electron- formula_CO2.svg. Acessado em: 09/03/2019 às 22h044min.
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