3.1
Compostos contendo átomos de carbono e hidrogênio são chamados de hidrocarbonetos. O hidrocarboneto mais simples, o metano, tem um átomo de carbono tetravalente ligado a quatro átomos de hidrogênio.
Se um dos átomos de hidrogênio do metano for substituído por um átomo de carbono ligado a três átomos de hidrogênio, o próximo hidrocarboneto, o etano, é formado.
O metano e o etano pertencem à família dos hidrocarbonetos chamados alcanos. Como os alcanos contêm apenas ligações covalentes simples, eles são hidrocarbonetos saturados.
Em qualquer alcano, por exemplo, etano, os átomos de carbono são hibridizados sp3, tornando-os carbonos tetraédricos. Esses orbitais híbridos ocupados individualmente se sobrepõem aos orbitais híbridos sp3 do átomo de carbono vizinho para formar uma ligação sigma carbono-carbono.
Os outros orbitais híbridos de carbono formam ligações sigma com os orbitais 1s de cada um dos átomos de hidrogênio. Os átomos ligados estão em um ângulo de 109,5° entre si.
Examine as estruturas de três alcanos simples - metano, etano e propano. O metano, CH4, tem um átomo de carbono e quatro átomos de hidrogênio; etano, C2H6, tem dois carbonos e seis átomos de hidrogênio; e propano, C3H8, tem três carbonos e oito átomos de hidrogênio.
Observe que cada fórmula sucessiva tem um carbono e dois hidrogênios - ou seja, um grupo CH2 a mais do que a fórmula anterior.
Em geral, para cada n número de átomos de carbono, haverá 2n + 2 átomos de hidrogênio. Assim, os alcanos têm a fórmula molecular característica: CnH2n + 2.
Uma fórmula estrutural condensada simplifica a estrutura de Lewis dos alcanos, omitindo as ligações aos hidrogênios ou mesmo às ligações carbono-carbono.
Os hidrocarbonetos também podem ser representados usando estruturas esqueléticas ou de ângulo de linha. As linhas denotam ligações carbono-carbono, com cada vértice e ponto final implicando um átomo de carbono. Os hidrogênios, embora não sejam explicitamente mostrados, são considerados ligados aos carbonos, satisfazendo sua valência.
A formação de ligações carbono-carbono que levam à criação de uma cadeia de carbono é a base da química orgânica. August Kekulé e Archibald Scott Coup…
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