Como a hibridização afeta os dispositivos de carbono

Grafeno

Como a hibridização afeta os dispositivos de carbono trata de um elemento que participa do maior número de compostos conhecidos. O carbono (C) e o hidrogênio (H) são a base dos compostos orgânicos. Além disso, o dióxido de carbono (CO2) é hoje em dia considerado o filão do aquecimento global.

Bom, fala do carbono estamos falando de um elemento que umas das razões de nossas vidas, pois temos muitos muitos compostos de carbono. Dentre os muitos posts publicados por nós aqui no Clube da Química sobre o carbono, convidamos você a acessar alguns para descobrir a importância desse elemento para a raça humana.

Bom, um pergunta interessante sobre o carbono (C) é como ocorrem suas ligações químicas com ele próprio e com os outros elementos.

A hibridização do carbono

Em princípio, a hibridização consiste em uma mistura de orbitais atômicos que se fundem para formar orbitais híbridos equivalentes entre si e diferentes dos originais. Bom, os átomos de carbono formam ligações misturando diferentes orbitais. Então, na verdade estamos falando para você que o carbono faz ligações por causa de sua hibridização do carbono.

Assim, na maioria das vezes, os orbitais s e p da segunda camada do carbono combinam-se durante a hibridização. Dessa forma, o carbono pode usar diferentes hibridizações para formar diferentes compostos.

hibridização carbono

1. hibridização sp

Então, o carbono pode ter uma hibridização sp quando está ligado a dois outros átomos com a ajuda de duas ligações duplas ou uma ligação simples e uma tripla. Dessa forma, quando ocorre a hibridização as moléculas apresentam um arranjo linear dos átomos com um ângulo de ligação de 180°.

Exemplo: Hibridação de CO2.

2. hibridização sp2

Um átomo de carbono é hibridizado sp2 quando a ligação ocorre entre o orbital 1 s com dois orbitais p. Há a formação de duas ligações simples e uma ligação dupla entre três átomos. Bom, os orbitais híbridos são colocados em um arranjo triangular com ângulos de 120° entre as ligações.

Exemplo: Hibridação de grafite

3. hibridização sp3

Quando o átomo de carbono está ligado a quatro outros átomos, diz-se que a hibridização é do tipo sp3. Aqui, os orbitais 1 s e 3 p na mesma camada de um átomo se combinam para formar quatro novos orbitais equivalentes. Dessa forma, o arranjo é tetraédrico com um ângulo de ligação de 109,5o .

Exemplo: Hibridação de CH4 (Metano)

Como a hibridização afeta os dispositivos

Então, hoje em dia temos diversos dispositivo feitos a base de diamante e grafeno. Nos post que convidamos você existem dois para você descobrir que materiais são esses:

Mas afinal de contas que tipos de hibridização eles têm? Na figura abaixo nós mostramos para você quais seriam elas. Veja abaixo

Hibridização carbono
Fonte: Applications of carbon nanostructures to dye-sensitized solar cells – Scientific Figure on ResearchGate

Então, especificamente no caso do grafeno a configuração sp2 está presente nas seguintes áreas e dispositivos:

dispositivo de grafeno
Fonte: Progress in Graphene Synthesis and its Application: History, Challenge and the Future Outlook for Research and Industry – Scientific Figure on ResearchGate

Como você percebeu a hibridização do carbono está presente em dispositivos que você usa no seu dia a dia.

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Fonte

Byjus

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