Dióxido de Carbono
Dióxido de Carbono
Propriedades de Dióxido de Carbono
Da estrutura Lewis de CO2 e VSEPR, podemos determinar que se trata de uma molécula linear.
Vejamos algumas das propriedades físicas do CO2.
| Propriedade | CO2 |
| ponto de ebulição | 195 (sublimes) |
| -393.5 kJ/mol | |
| bond energy | 806 kJ/mol |
1.16  |
|
| dipole moment | 0 D |
Hf (298 K)
O C-O em dióxido de carbono são polares e no entanto o momento dipolo é zero porque os 2 dipolos de ligação anulam-se mutuamente.
Uma coisa que podemos compreender olhando para a estrutura do CO2, é que o centro de carbono da molécula deve ser electrofílico. Um electrofilo (amante de electrões) é um centro pobre em electrões e será atraído para centros ricos em electrões.
Even>Embora a contagem total de electrões em torno do carbono seja 8, isto sobrestima a densidade de electrões. Este carbono está ligado apenas a átomos de oxigénio altamente electronegativos. Os electrões de ligação estarão todos mais estreitamente associados ao oxigénio do que ao carbono.
h3> Ligação em dióxido de carbono A partir da estrutura Lewis podemos ver que o carbono em CO2 deve fazer ligações de 2 sigma e não tem pares solitários. Este átomo será 2sp hibridizado com os restantes 2px e 2py orbitals atómicos.
Cada oxigénio faz 1 ligação sigma e também precisa de 2 orbitals para pares solitários de electrões. Cada um deles deve ser 2sp2 hibridizado com um orbital de 2p restantes. Um dos oxigenadores terá um orbital de 2px para combinar com o orbital de carbono 2px. O outro oxigénio terá um orbital de 2px que se pode combinar com o outro orbital de p sobre carbono.
Um orbital 2sp2 em O1 combina com um orbital 2sp em C para fazer uma ligação sigma e um orbital molecular sigma antibondante. O outro orbital 2sp em C combina com um orbital 2sp2 em O2 para fazer um outro conjunto de ligação sigma e orbitais moleculares sigma antibonding.
Os restantes 2sp2 dos átomos de oxigénio tornam-se orbitais moleculares sem ligação.
O O1 2px combina com o C 2px para fazer um orbital molecular pi de ligação e pi anti-ligação. O O2 2py combina com o C 2py para fazer outro conjunto de orbitais moleculares pi e pi anti-ligação.
Estados de oxidação
Como se viu acima, a contagem total de electrões em torno dos átomos em dióxido de carbono sobrestima seriamente a densidade de electrões em torno do átomo de carbono. Isto não nos ajuda a prever a reactividade deste átomo. O formalismo do estado de oxidação pode dar-nos uma melhor ideia sobre a densidade de electrões em torno de um átomo e a sua tendência para adicionar electrões e reduzir-se.
Para encontrar o estado de oxidação dos átomos em CO2,
- Desenhar a estrutura de Lewis.
- Quebrar as ligações dando todos os electrões de ligação ao mais electronegativo dos 2 átomos. (Quando os átomos forem os mesmos, dar a cada átomo 1/2 dos electrões de ligação)
- Contar os electrões à volta de cada átomo e comparar o número de electrões com o número de electrões de valência, tal como se faz para a carga formal.
- Utilizar numerais romanos em vez de números para designar o estado de oxidação.
Dos estados de oxidação, vemos que o centro de carbono é muito pobre em electrões e no seu estado de oxidação mais elevado possível. Deve ser susceptível à redução.
Acoplamento redutor
O metal de sódio tem um único electrão na sua casca de valência. Tem uma forte tendência para perder esse electrão e ficar oxidado. O carbono no CO2 está no seu estado de oxidação mais elevado. Deve ter uma tendência para ganhar um electrão e oxidar-se.
Adição de hidróxido
O carbono de CO2 é electrofílico (pobre em electrões). O oxigénio no ião hidróxido, HO-, tem uma densidade excessiva de electrões sobre o oxigénio. Um centro rico em electrões que pode formar uma ligação com um átomo de carbono pobre em electrões é chamado nucleófilo (amante de carga positiva). As setas roxas no esquema de reacção indicam o fluxo de electrões na reacção.
