Estruturas de pontos I: ligações simples

RKA4JL - Neste vídeo vamos aprender a desenhar uma estrutura de pontos de uma molécula orgânica com ligações simples. Então eu vou colocar a fórmula molecular CH₄, que representa o metano, e vamos desenhar sua estrutura molecular. Eu quero que você olhe para a tabela periódica que eu coloquei aqui. Na minha tabela eu procuro o carbono e vejo que ele está no grupo quatro da tabela periódica, que eu estou circulando. Você pode observar que o carbono tem quatro elétrons na camada de valência. Eu posso desenhar um carbono com quatro elétrons na camada de valência: um, dois, três, quatro. Eu quero que você lembre da química geral em que os elétrons de valência são os elétrons da camada mais afastada do núcleo com maior energia. Então o carbono tem quatro elétrons na sua camada de valência. Agora vamos ao hidrogênio. Você pode ver que ele se encontra no grupo um da tabela periódica, que estou circulando. Ele tem um elétron na camada de valência, então eu posso colocar aqui na minha forma molecular, colocar um hidrogênio com um elétron na sua camada de valência. Como temos quatro hidrogênios, eu vou continuar colocando aqui e também aqui. Agora, finalmente, podemos ligar os pontos. Como sabemos, quando a gente tem dois elétrons de valência ligados, isso é igual a uma ligação covalente, ou seja, uma ligação simples. Então temos essa ligação aqui, essa outra aqui, também essa e por fim, essa que completa a estrutura de pontos do metano. Podemos ver que o carbono tem oito elétrons em sua volta, então aqui temos dois, quatro, seis e por fim, oito. Esses oito elétrons em volta do carbono o tornam bastante estável. Olhando para a tabela periódica podemos ver no segundo período que os elétrons de valência do carbono seriam um, dois, três, quatro, e para chegar a oito elétrons vamos precisar de mais cinco, seis, sete, oito elétrons. Então se o carbono tiver oito elétrons, ele vai ter uma configuração semelhante a de um gás nobre, o que o torna estável já que todos os orbitais vão estar completos. Isso se chama regra do octeto, ou seja, oito elétrons é o máximo que o carbono pode ter. Já o hidrogênio é envolto por dois elétrons, e na tabela periódica ele se encontra no primeiro nível de energia. Então temos um elétron, e aqui temos outro. No primeiro nível de energia nós temos apenas um orbital s. Esse orbital suporta no máximo dois elétrons, igual à configuração do gás nobre. Então o hidrogênio precisa apenas de dois elétrons para se estabilizar. Agora vamos ver outra estrutura molecular contendo um nitrogênio. Olhando a fórmula molecular (deixe-me colocar em outra cor), a nossa fórmula molecular vai ser CH₃NH₂. Colocando o carbono no centro, já que é nosso centro das atenções, com quatro elétrons em sua volta, então um, dois, três, quatro, e colocando os três hidrogênios em sua volta, vamos ter um com um elétron aqui, dois com outro elétron e três com outro elétron. Eu vou colocar o nitrogênio do lado direito (mas em outra cor). Vou circular aqui na tabela periódica. Se você olhar a tabela periódica, o nitrogênio está no grupo cinco. Logo o nitrogênio tem cinco elétrons na camada de valência. Então vou colocar o nitrogênio aqui e colocar os seus cinco elétrons um, dois, três, quatro e cinco, e claro, também temos dois hidrogênios aqui. Então eu vou colocar aqui um elétron e o hidrogênio, aqui o hidrogênio e outro elétron, e pronto. Já completamos os nossos dois hidrogênios. Eu posso completar as nossas ligações. Completando aqui, ligando aqui e também aqui, ligando aqui e por fim, aqui e aqui também. Como vimos, o nosso carbono tem o octeto completo. E claro, você também pode conferir que o nitrogênio também respeita a regra do octeto. Você pode contar que temos dois elétrons, quatro elétrons, seis elétrons e aqui temos mais dois, no total temos oito elétrons, ou seja, o nitrogênio também respeita a regra do octeto. E claro, isso porque o nitrogênio também está aqui no segundo período da tabela periódica, por isso que ele vai precisar de oito elétrons em sua volta. Vamos desenhar agora outra estrutura utilizando o oxigênio. Eu vou desenhar uma estrutura de pontos para o metanol. O metanol tem a fórmula molecular como CH₃OOH. Então eu começo colocando o carbono no centro com os quatro elétrons em volta. E claro, também temos três hidrogênios aqui. Vou colocar um hidrogênio aqui com seu elétron, outro elétron com o seu hidrogênio e por fim eu coloco outro elétron com seu hidrogênio, ou seja, cada um com um elétron de valência. Agora precisamos consultar na tabela o oxigênio. Ele está aqui no grupo seis. Logo, o oxigênio tem seis elétrons de valência em sua volta. Então podemos desenhar o oxigênio. Podemos colocar o oxigênio com um elétron aqui, outro aqui, outro aqui, outro aqui e podemos completar com mais um aqui e mais um aqui, ou seja, seis elétrons na camada de valência. Agora vamos colocar o hidrogênio, que está colado no oxigênio. E claro, lembrando que o hidrogênio tem um elétron na camada de valência. Então eu posso desenhar um hidrogênio com o seu elétron na camada de valência e agora poderei ligar os pontos. Claro, temos apenas ligações simples nessa molécula, então aqui temos uma ligação, outra aqui, outra aqui, outra aqui e também uma aqui. Novamente utilizando a regra do octeto, podemos ver que o carbono tem oito elétrons em sua volta, e também o oxigênio. Se contar, você tem dois, quatro, seis, oito e também o oxigênio obedece à regra do octeto. Se você não confia em mim, a gente pode até contar. Eu vou fazer isso para você ver melhor. No oxigênio você tem dois aqui, também dois aqui embaixo, você tem mais dois aqui e também mais dois aqui, ou seja, dois, quatro, seis, oito elétrons em sua volta. Ele obedece à regra do octeto. Quando for desenhar uma estrutura de pontos, você não precisa ter esse trabalho toda a hora contando os elétrons de valência neles. Você já pode começar a desenhar. Por exemplo, vou colocar a estrutura de um etano que tem fórmula molecular C₂H₆ . Então olhando a fórmula molecular temos dois carbonos, tem uma ligação entre eles e também temos seis hidrogênios, que podemos colocar: um aqui, um aqui, aqui, aqui e aqui também e eu coloco um hidrogênio, dois, três, quatro, cinco e por fim seis, ou seja, você analisa as possibilidades em volta dos carbonos para colocar os hidrogênios e as ligações. Então esta é a estrutura do etano. Para confirmar se essa estrutura tem o número correto de elétrons, nós vamos pensar no carbono e lembrar que cada um tem quatro elétrons de valência. Então aqui temos dois carbonos, e aqui vamos ficar com oito elétrons. Também temos seis hidrogênios e cada um tem um elétron de valência, ou seja, temos um total de seis elétrons. Se eu somar tudo, vamos ficar com um total de 14 elétrons. Agora podemos ir na nossa estrutura e contar. Vamos ficar com dois aqui, quatro, seis, oito, 10, 12, 14, ou seja, essa estrutura de pontos nos dá o número correto de elétrons. Então temos o octeto completo e completamos a nossa estrutura do etano. É isso aí, pessoal. Até o próximo vídeo!