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Questão 130 do ENEM 2018
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.

Nesse arranjo, os átomos de carbono possuem hibridação
- Asp de geometria linear.
- Bsp^2 de geometria trigonal planar.
- Csp^3 alternados com carbonos com hibridação sp de geometria linear.
- Dsp^3d de geometria planar.
- Esp^3d^2 com geometria hexagonal planar.
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Resolução comentada
Para descobrir a hibridação, conte quantos átomos vizinhos cada carbono tem, porque a hibridação depende do número de regiões de densidade eletrônica ao redor do átomo.
- Na figura, cada átomo de carbono está ligado a 3 vizinhos, formando anéis hexagonais.
- Três ligações sigma (σ) significam 3 orbitais híbridos. Isso corresponde à mistura de um orbital s com dois orbitais p, ou seja, hibridação sp^2.
- O carbono tem 4 elétrons de valência. Três formam as ligações σ nos orbitais sp^2. O quarto fica em um orbital p não hibridado, perpendicular ao plano, e faz ligações \pi deslocalizadas pela folha, como no benzeno.
- Três regiões de ligação ao redor do átomo se afastam ao máximo, com ângulos de 120^\circ no mesmo plano. Essa é a geometria trigonal planar, que produz a folha plana de hexágonos.
As demais opções não servem. sp exigiria 2 vizinhos, e sp^3 exigiria 4 vizinhos, com geometria tetraédrica. As hibridações sp^3d e sp^3d^2 envolvem orbitais d, que o carbono não utiliza.
Alternativa B.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AA hibridação sp linear exigiria apenas 2 vizinhos por carbono, mas cada um tem 3.
- CNão há alternância de carbonos sp^3 e sp: todos os carbonos da folha são iguais, com 3 vizinhos.
- DA hibridação sp^3d usa orbital d, que o carbono não possui na camada de valência, e daria 5 regiões.
- EA hibridação sp^3d^2 também usa orbitais d e daria 6 regiões; o hexágono é o formato do anel, não a geometria em torno do átomo.
Assuntos: Cadeias carbônicas e hibridização, Geometria molecular e polaridade.
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