Por Renan Micha Show
Professor de Química do Colégio Qi Átomo de carbonoO carbono é o elemento básico para o estudo da química orgânica, tema que costuma ser cobrado no Enem. Localizado no grupo 14 (família IVA), o carbono possui seis elétrons, sendo quatro destes localizados em sua camada de valência. Desta forma, o carbono, tetravalente, realiza quatro ligações covalentes para adquirir sua estabilidade
química. Pode-se ligar com outros átomos de carbono, encadeando-se, para formar tipos inúmeros de cadeias. O átomo de carbono se liga a hidrogênio e, a outros elementos comuns em compostos orgânicos como o oxigênio (O), nitrogênio (N), enxofre (S), halogênios (Cl, Br, F, I), etc. EstruturaEstrutura tetraédrica do metano (Foto: Colégio Qi)O carbono forma estruturas tetraédricas. Nestas estruturas, o átomo de carbono localiza-se no centro de tetraedros
regulares e seus ligantes ocupam os vértices. As ligações formam, entre si, ângulos de 109,5º, como ilustrado abaixo. Esta é a angulação mais estável para estruturas contendo carbono. Em cadeias cíclicas, as ligações entre carbonos apresentam ângulos inferiores a 109º5, o que as tornam mais fracas. Tipo de ligaçãoO carbono realiza ligações do tipo covalente com ametais (C, O, S, Cl, Br, I, F, etc.) e hidrogênio. Estas ligações podem ser do tipo σ ou π de acordo
com o entrosamento de orbitais na realização da ligação. Quando essas ligações forem realizadas por interpenetração de orbitais no mesmo eixo de ligação, a ligação será do tipo σ; quando a ligação for realizada por interação de orbitais p paralelos entre si, a ligação realizada será do tipo π. É simples e importante prever quando dois átomos unidos por ligação covalente fazem ligação do tipo σ ou π. Regra: Exemplo: Repare que, nesta molécula, existe uma ligação dupla, que contém uma ligação π e uma σ, e quatro ligações σ carbono-hidrogênio. HibridizaçãoO átomo de carbono, a exemplo de B e Be, sofre hibridização ao se ligar para adquirir a estabilidade química (configuração similar à de um gás nobre). Entendamos melhor a hibridização do carbono: as ligações covalentes normais são realizadas por emparelhamento de elétrons. Para isto,
o elétron deve estar desemparelhado em seu orbital. Ao realizarmos a distribuição eletrônica por orbitais do carbono percebemos, no subnível p, a presença de dois orbitais p com elétrons desemparelhados e um “vazio” (sem chances de ligação por emparelhamento de elétrons). Note as distribuições eletrônicas, por subníveis e por orbitais, do carbono: Para aumentar as
possibilidades de ligação, o átomo de carbono sofre o processo de hibridização, onde orbitais s, com dois elétrons e completo, e p se fundem para aumentar as possibilidades de ligação com o aumento do número de elétrons desemparelhados já que um dos elétrons do subnível s se deslocará para o novo orbital formado. Por exemplo, para realizar quatro ligações simples, fundem-se um orbital s com três orbitais p, originando quatro orbitais iguais sp3, cada um com um elétron desemparelhado em seu
orbital e passível de emparelhamento de elétrons (ligação). Ao realizar ligações duplas e triplas, a quantidade de orbitais hibridizados é igual ao número de ligações σ realizadas pelo átomo. As ligações π são realizadas entre orbitais p e não entre orbitais hibridizados. Exemplo de hibridização sp2: A tabela abaixo relaciona a quantidade de ligações σ e π com o tipo de hibridização do carbono.
Repare que apenas pelo número de ligações π é possível inferir o tipo de hibridização do carbono. Exemplos: Classificações do carbonoO carbono pode ser classificado de acordo com o número de
ligações que realiza com outros átomos de carbono. As classificações são realizadas da seguinte maneira: • Carbono primário: liga-se a um átomo de carbono Note na figura a presença de carbonos dos quatro tipos mencionados. O carbono primário, em geral carbonos terminais, liga-se apenas ao
átomo de carbono localizado a sua direita; Os carbonos secundário, terciário e quaternário ligam-se a 2, 3 e 4 átomos de carbono, respectivamente. Referências USBERCO, João; SALVADOR, Edgard. Química 3 – Química orgânica – 6ª ed – São Paulo: Saraiva, 2002. Os comentários são de responsabilidade exclusiva de seus autores e não representam a opinião deste site. Se achar algo que viole os termos de uso, denuncie. Leia as perguntas mais frequentes para saber o que é impróprio ou ilegal.
Que característica torna o carbono responsável pela existência de inúmeras substâncias diferentes?A resposta está na característica que faz do carbono o 'elemento da vida': as diversas formas como seus átomos de carbono se ligam e se organizam são capazes de originar substâncias muito diferentes.
Quais as principais características do carbono que tornam este elemento químico presente em inúmeros compostos?O carbono é um elemento não metálico, localizado no 2° período na família 14 (família do carbono), possui número atômico 6 e massa atômica aproximadamente igual a 12. Assim como outros elementos da mesma família, o carbono é tetravalente, ou seja, forma quatro ligações com outros elementos.
Que características possibilitam o carbono forma inúmeras moléculas?Átomo de carbono
Desta forma, o carbono, tetravalente, realiza quatro ligações covalentes para adquirir sua estabilidade química. Pode-se ligar com outros átomos de carbono, encadeando-se, para formar tipos inúmeros de cadeias.
Qual a principal característica do átomo de carbono que faz com que ele seja capaz de formar inúmeras substâncias orgânicas?O átomo de carbono é considerado especial pela sua capacidade em formar ligações com outros átomos e dar origem a longas cadeias carbônicas. Tudo se deve à tetravalência do carbono, ele pode se unir formando quatro ligações, sendo que os átomos participantes podem ser de carbono ou de outros elementos.
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