2.34 O metanotiol, \mathrm{CH}_{3} \mathrm{SH}, possui um momento dipolo substancial ( \mu=1,52 ), embora o carbono e o enxofre possuam eletronegatividades idênticas. Explique.

Passo 1

O enunciado diz que o metanotiol, \mathrm{CH}_3\mathrm{SH}, apresenta um momento de dipolo molecular significativo ( \mu=1,52 D), embora o carbono e o enxofre tenham eletronegatividades praticamente iguais. O conteúdo envolve (1) eletronegatividade atômica, (2) polaridade de ligações e (3) vetor soma de momentos de dipolo em moléculas com pares isolados. Vamos usar os valores de eletronegatividade de Pauling e a geometria eletrônica em torno do enxofre para explicar a origem do dipolo.

Passo 2

Consultando a escala de Pauling, temos\r \chi_C=2{,}55 e \chi_S=2{,}58. A diferença\r \Delta\chi_{C–S}=|\chi_C-\chi_S|\approx0{,}03\r
é praticamente nula, o que indica que a ligação C–S é essencialmente apolar. Já para o hidrogênio,\r \chi_H=2{,}20, a diferença na ligação S–H é\r
\Delta\chi_{S–H}=|\chi_S-\chi_H|=|2{,}58-2{,}20|=0{,}38\r
o que confere à ligação S–H um caráter polar (S fica parcialmente negativo e H parcialmente positivo).

Passo 3

O enxofre em \mathrm{CH}_3\mathrm{SH} tem quatro pares eletrônicos no total: dois são ligados (um ao carbono e outro ao hidrogênio) e dois são pares isolados. A disposição desses quatro domínios eletrônicos é tetraédrica (geometria de repulsão). Entretanto, como apenas duas posições são ocupadas por átomos, a forma molecular efetiva em torno de S é angular (bent).

Passo 4

Em moléculas com pares isolados, esses pares carregados criam regiões de densidade eletrônica que também podem ser vistas como “dipolos” localizados. Assim, na soma vetorial:\r
  • A ligação C–S praticamente não contribui \mu_{C–S}\approx0. \r
  • A ligação S–H gera um vetor dipolo apontando de H para S. \r
  • Os dois pares isolados no enxofre criam vetores de repulsão que reforçam o dipolo resultante na direção aproximada da ligação S–H/C–S. \r
    Como o conjunto não é simétrico, esses vetores não se cancelam, resultando num momento dipolar líquido de cerca de 1{,}52 D.

Resposta

O metanotiol tem momento de dipolo substancial porque, embora a ligação C–S seja apolar \Delta\chi\approx0, a ligação S–H é polar \Delta\chi=0{,}38 e os dois pares isolados de elétrons no enxofre criam uma geometria angular. A soma vetorial dos dipolos da ligação S–H e dos pares isolados não se anula, produzindo \mu\approx1,52 D.

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