Porque o carbono e tetravalente cite os tipos de ligações que ocorrem entre os átomos de carbono?

O químico alemão Friedrich August Kekulé foi quem estudou as principais características do átomo de carbono. Explicou as propriedades em forma de três postulados:

1° postulado de Kekulé: o carbono é tetravalente

Como o átomo de carbono possui 4 elétrons na sua última camada, ele tem quatro valências livres e pode fazer quatro ligações covalentes, formando moléculas. Desta forma, o átomo fica estável.

2° postulado de Kekulé: o carbono tem 4 valências livres

O átomo de carbono tem as quatro valências livres. A posição do heteroátomo não difere os compostos.

Exemplo: clorofórmio (CH3Cl)

3° postulado de Kekulé: o carbono forma cadeias carbônicas

Os átomos de carbono agrupam-se entre si, formando estruturas de carbono, ou cadeias carbônicas.

Alguns elementos (enxofre e fósforo) também conseguem formar cadeias, assim como o carbono, mas não cadeias tão longas, estáveis e variadas como o carbono.

Propriedade geral dos compostos orgânicos

Por apresentarem ligação predominantes covalente, são moléculas e possuem as seguintes propriedades:

- P.F. e P.E. baixos
- Solubilidade em solventes apolares
- Solução aquosa não conduz eletricidade
- Podem apresentar polimeria e isomeria

Tipos de união entre átomos de carbono

Dois átomos de carbono podem se ligar entre si através de um, dois ou três pares de ligação.

1 par eletrônico – ligação simples C – C 
2 pares eletrônicos – ligação dupla C = C
3 pares eletrônicos – ligação tripla C ≡ C

Como referenciar: "Postulados de Kekulé" em Só Química. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2022. Consultado em 11/11/2022 às 03:00. Disponível na Internet em http://www.soquimica.com.br/conteudos/em/introducaoquimicaorganica/p2.php

Índice

Introdução

Compostos orgânicos são aqueles formados basicamente por carbono (C) e hidrogênio (H), podendo conter também oxigênio (O), enxofre (S), nitrogênio (N), fósforo (P) e átomos halogênios, como o flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br) e iodo (I).

Cada átomo de carbono possui valência igual a quatro (tetravalente), ou seja, precisam fazer quatro ligações covalentes para adquirir configuração eletrônica de um gás nobre, com 8 elétrons na camada de valência.

O átomo de hidrogênio possui valência igual a um (monovalente), ou seja, precisa fazer uma ligação covalente para ficar eletricamente estável. 

Os átomos de oxigênio e enxofre possuem valência igual a dois (bivalente), ou seja, precisam de duas ligações covalentes para ficarem eletricamente estáveis. 

O nitrogênio e o fósforo possuem valência igual a três (trivalente), ou seja, precisam de três ligações covalentes para ficarem eletricamente estáveis. 

Por fim, cada um dos átomos halogênios possui valência igual a um (monovalente), ou seja, precisa fazer uma ligação covalente para ficar eletricamente estável.

Características Gerais

Em compostos orgânicos, o tipo de ligação predominante é o covalente. Quando há apenas átomos de carbono e hidrogênio presentes nestes compostos, que possuem uma pequena diferença de eletronegatividade, suas ligações são praticamente apolares. 

Caso haja átomos de elementos químicos diferentes de carbono e hidrogênio, a molécula do composto orgânico será polar.

Exemplo de molécula polar: propano → \(CH_{3} – CH_{2} – CH_{3}\)  

Exemplo de molécula apolar: propanol → \(CH_{3} – CH_{2}– CH_{3} – OH\)  

Como a maior parte dos compostos orgânicos exibe apenas ligações covalentes, as forças de atração intermoleculares predominantes são as forças de dipolo instantâneo – dipolo induzido. Podem aparecer, também, forças de atração entre dipolos permanentes, tais como as ligações de hidrogênio.  

Temperatura de Fusão e Temperatura de Ebulição

Os compostos orgânicos apresentam, em sua grande maioria, pontos de fusão e ebulição baixos, uma vez que possuem interações intermoleculares fracas em comparação aos compostos inorgânicos. Esse fato justifica o porquê de os compostos orgânicos serem encontrados nos três estados físicos em temperatura ambiente, enquanto os inorgânicos são encontrados apenas no estado sólido. Observe os exemplos a seguir:

Além dos tipos de forças intermoleculares, outro fator importante que influencia no ponto de fusão e ebulição é o tamanho das moléculas: quanto maior a massa molar do composto orgânico, maiores são as temperaturas de fusão e de ebulição da substância.

Solubilidade

Os compostos orgânicos apolares são insolúveis em água, porém tendem a se dissolver em outros compostos orgânicos, tanto polares quanto apolares. Alguns compostos orgânicos polares, como o açúcar, o álcool, o vinagre, a acetona etc., conseguem se dissolver em água. 

Combustibilidade

A grande maioria das substâncias que sofrem combustão são de origem orgânica. A queima completa desses compostos gera gás carbônico (\(CO_{2}\)) e água (\(H­_{2}O\)); a incompleta gera monóxido de carbono (CO); enquanto que a parcial produz apenas fuligem (C). 

Estabilidade

Os compostos orgânicos possuem, em princípio, pouca estabilidade na presença de agente externos, como a temperatura, a pressão, os ácidos concentrados, dentre outros. A maior parte deles, quando aquecida, sofre combustão (completa ou incompleta) ou ainda carbonização, produzindo neste caso, carbono. 

Velocidade das Reações

A maioria das substâncias moleculares e de grande massa molar sofre reações orgânicas lentas, por isso, necessitam da utilização de catalisadores. Deve-se tomar cuidado se for aplicar temperatura para aumentar a velocidade das reações, já que elevadas temperaturas podem causar a degradação de compostos orgânicos.

Capacidade de Formar Cadeias

Os átomos de carbono são capazes de se unir e formar estruturas chamadas cadeias carbônicas, assegurando assim, a existência de milhões de compostos orgânicos. A seguir estão apresentados alguns exemplos de cadeias carbônicas:

\(H_{3}C – CH_{3}\) 

\(H_{3}C – CH_{2} – CH_{2} – CH_{2} – CH_{3}\)

\(H_{3}C – O – CH_{2} – CH_{2} – OH\)