Tetracloreto de Carbono é um líquido incolor com um pouco de cheiro. Foi geralmente usado em extintores de incêndio e geladeiras como precursor para limpeza. O composto tem uma fórmula química de CCl4 e está agora proibido de usar, pois tem algumas propriedades tóxicas que podem prejudicar o sistema nervoso central dos seres humanos. O tetracloreto de carbono foi sintetizado pela primeira vez como um subproduto na síntese do clorofórmio. Para compreender as propriedades físicas e químicas deste composto orgânico, é vital conhecer a estrutura do Lewis, a hibridação e muito mais. Neste artigo, vamos discutir todas essas propriedades para entender a estrutura do composto.
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Estrutura de Lewis
Na química, a base para entender qualquer propriedade do composto depende da sua estrutura de Lewis. G.N Lewis propôs pela primeira vez esta teoria em 1916 que ajuda na compreensão do envolvimento de elétrons informando a estrutura do químico. Os elétrons que participam na formação das ligações são conhecidos como o par de elétrons de ligação. Os que não participam dela são conhecidos pelo termo non-bonding ou par solitário de elétrons. A ligação, assim como os elétrons não-ligantes coletivamente, são chamados de elétrons de valência.
A estrutura Lewis é a representação pictórica dos elétrons de valência que participam na formação da ligação, assim como os que não participam. Os paus ou linhas rectas representam as ligações. Enquanto que os pontos representam os elétrons não-ligantes. A teoria de Lewis é baseada na regra do octeto, que diz que um átomo deve ter oito elétrons em sua casca externa para ser estável.
Para a estrutura de Lewis do CCl4 primeiro, vamos calcular o total de elétrons de valência.
Carbon tem quatro elétrons de valência e cada átomo de Chlorine tem sete elétrons de valência. Como há quatro moléculas de Cloro, vamos calcular o número de elétrons de valência de acordo.
= 4 + (4*7)
= 4 + 28
= 32 elétrons de valência
Todos os quatro elétrons de valência de Carbono participam da formação da ligação. Da mesma forma, um único elétron forma cada átomo de Cloro participa da formação da ligação. No total 8 elétrons fazem as ligações enquanto outros são pares de elétrons sem ligação.
==32-8
==24
Então há um total de 24 pares de elétrons sem ligação ou 12 pares solitários de elétrons em CCl4. Quatro linhas na estrutura representam quatro ligações enquanto os pontos em torno do átomo de Cloro representam os elétrons de valência. Cada átomo de Cloro tem seis elétrons de valência após a formação das ligações.
Hibridação
Hibridação é vital para entender a geometria molecular do composto. Quando os dois ou mais orbitais se hibridizam, o orbital é conhecido como orbitais híbridos. Estes orbitais são formados quando existem formações de ligação no composto.
Para este composto, existem quatro ligações covalentes entre o átomo central de carbono e quatro átomos de cloro. Como todos os elétrons de valência do Carbono estão envolvidos na formação da ligação, todos os orbitais do átomo participam da formação de orbitais híbridos. Neste s orbital e três orbitais p do átomo de carbono hibridizam e formam uma hibridização sp3. Assim, a hibridação do tetracloreto de carbono torna-se sp3 à medida que todos os orbitais do átomo de carbono são hibridizados.
Geometria Molecular
Após conhecermos a estrutura de Lewis e a hibridação do composto, torna-se fácil compreender a geometria molecular do composto. Para este composto, o átomo de carbono na posição central e repouso todos os átomos de Cloro são colocados em torno dele. Como o átomo central tem quatro pares ligados e a hibridação sp3, a forma da molécula é tetraédrica.
Pousar todos os elétrons não ligados estão espalhados na estrutura. Há forças repulsivas entre o par único de elétrons. Devido a esta força repulsiva, os pares solitários tendem a ir longe um do outro no plano. O ângulo de ligação entre estes pares solitários de elétrons é de 109,8 graus. Outra forma de conhecer a geometria molecular é usando a teoria VSEPR que também afirma que a forma desta molécula é tetraédrica.
Polaridade
A polaridade de qualquer composto depende da sua geometria molecular. Quando os pares de ligação e não ligação estão dispostos no plano, há algum momento dipolo entre eles que torna a molécula polar. A disposição dos pares solitários e a forma do CCl4 é tal que o momento dipolo dos pares de electrões é anulado. Devido a isso, não se observa nenhuma polaridade no Tetracloreto de Carbono. Assim, o CCl4 é não-polar. Esta propriedade de polaridade do composto deve-se à distribuição simétrica dos pares de electrões não ligados no plano.
Comentários Finais
Para resumir este artigo, pode-se dizer que o Tetracloreto de Carbono tem um total de 32 electrões de valência dos quais 8 electrões participam na formação da ligação. Os restantes 28 electrões são electrões sem ligação. O carbono completa o seu octeto através da formação de ligações com quatro átomos de cloro. A hibridização do CCl4 é sp3 e tem uma forma tetraédrica. O ângulo de ligação é de 109,8 graus entre os pares solitários de elétrons e é não-polar.