O que é hibridação de orbitais em química?

Hibridação é o processo de combinação de orbitais atômicos para formar novos orbitais híbridos, que explicam as geometrias das moléculas.

Qual é a hibridação do carbono no grafeno?

No grafeno, o carbono apresenta hibridação sp², formando três ligações sigma em um plano.

Como se caracteriza a geometria dos átomos de carbono com hibridação sp²?

A hibridação sp² resulta em geometria trigonal planar, com ângulos de 120° entre as ligações.

Qual a diferença entre hibridação sp² e sp³ no carbono?

A hibridação sp² forma três ligações sigma em um plano (trigonal planar), enquanto a sp³ forma quatro ligações sigma em geometria tetraédrica.

Que tipo de ligação ocorre entre os orbitais p não hibridizados no grafeno?

Os orbitais p não hibridizados formam ligações pi (π), responsáveis pela condução elétrica no grafeno.

O que é um alótropo do carbono?

Alótropo é uma forma diferente de organização dos átomos de carbono, como diamante, grafite, fulereno e grafeno.

Por que o grafeno é considerado um material bidimensional?

Porque consiste em uma única camada de átomos de carbono dispostos em um plano, com espessura de apenas um átomo.

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Questão 130

ENEM 2018 Questão 130

O grafeno é uma forma alotrópica do carbono constituído por uma folha planar (arranjo bidimensional) de átomos de carbono compactados e com a espessura de apenas um átomo. Sua estrutura é hexagonal, conforme a figura.

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Nesse arranjo, os átomos de carbono possuem hibridação

Resolução

A questão aborda a estrutura do grafeno, um alótropo do carbono formado por uma folha bidimensional de átomos de carbono organizados em uma rede hexagonal. Para responder corretamente, é necessário compreender o conceito de hibridação dos orbitais atômicos do carbono. No grafeno (assim como no grafite), cada átomo de carbono está ligado a outros três átomos de carbono, formando ângulos de 120°. Isso indica que o carbono faz três ligações sigma em um arranjo trigonal planar, típico da hibridação sp². O quarto elétron do carbono permanece em um orbital p não hibridizado, formando ligações pi (π) que dão ao grafeno suas propriedades eletrônicas especiais. Portanto, a resposta correta é a alternativa B, que corresponde à hibridação sp².

Comentários por alternativa

A

A alternativa A está incorreta porque provavelmente sugere uma hibridação diferente de sp², como sp³, que ocorre em estruturas tetraédricas (como no diamante), não em arranjos planares como o grafeno.
B

A alternativa B está correta, pois a hibridação sp² ocorre quando o carbono faz três ligações sigma em um plano, formando ângulos de 120°, exatamente como no grafeno. O orbital p restante forma ligações pi, essenciais para as propriedades do material.
C

A alternativa C está errada pois, se sugerir hibridação sp, esta ocorre quando o carbono faz duas ligações sigma em geometria linear (180°), o que não é o caso do grafeno.
D

A alternativa D está incorreta porque sugere uma hibridação incompatível com o arranjo trigonal planar do grafeno. O carbono no grafeno não apresenta geometria tetraédrica.
E

A alternativa E está errada pois propõe uma hibridação que não corresponde à estrutura hexagonal plana do grafeno, ignorando o padrão de ligações sigma e pi presentes.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

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1. O que é hibridação de orbitais em química?: Hibridação é o processo de combinação de orbitais atômicos para formar novos orbitais híbridos, que explicam as geometrias das moléculas.
2. Qual é a hibridação do carbono no grafeno?: No grafeno, o carbono apresenta hibridação sp², formando três ligações sigma em um plano.
3. Como se caracteriza a geometria dos átomos de carbono com hibridação sp²?: A hibridação sp² resulta em geometria trigonal planar, com ângulos de 120° entre as ligações.
4. Qual a diferença entre hibridação sp² e sp³ no carbono?: A hibridação sp² forma três ligações sigma em um plano (trigonal planar), enquanto a sp³ forma quatro ligações sigma em geometria tetraédrica.
5. Que tipo de ligação ocorre entre os orbitais p não hibridizados no grafeno?: Os orbitais p não hibridizados formam ligações pi (π), responsáveis pela condução elétrica no grafeno.
6. O que é um alótropo do carbono?: Alótropo é uma forma diferente de organização dos átomos de carbono, como diamante, grafite, fulereno e grafeno.
7. Por que o grafeno é considerado um material bidimensional?: Porque consiste em uma única camada de átomos de carbono dispostos em um plano, com espessura de apenas um átomo.