2.44 Considere cada uma das seguintes moléculas:
(a) dimetil éter, ;
(b) trimetilamina, ;
(c) trimetilborano, ;
(d) dióxido de carbono ( $\mathrm{CO}_{2}$ ).
Descreva o estado de hibridização do átomo central (isto é, do O, N, B ou C) de cada molécula, diga que ângulos de ligação você espera para o átomo central e diga se a molécula tem ou não um momento de dipolo.

Passo 1

O enunciado pede para, em cada molécula, identificar a hibridização do átomo central, prever os ângulos de ligação segundo a teoria VSEPR e dizer se a molécula é polar (tem momento de dipolo) ou apolar. Para isso vamos contar o número de domínios eletrônicos ao redor do átomo central, deduzir sua hibridização ( sp, sp^2 ou sp^3), extrair a geometria eletrônica e molecular, estimar os ângulos de ligação e, por fim, analisar a simetria e eletronegatividade para decidir sobre o dipolo.

Passo 2

Dimetil éter, (CH3)2O.
O oxigênio faz duas ligações sigma com carbonos e tem dois pares isolados, totalizando quatro domínios eletrônicos to hibridização sp^3. A geometria eletrônica é tetraédrica, mas como só há dois ligantes a geometria molecular é angular. Esperamos um ângulo aproximado de
ang<=C!-!O!-!Capprox109,5^circ
com compressão dos pares isolados para algo perto de 104!-!110^circ. Como o oxigênio é mais eletronegativo que o carbono, cada ligação C–O gera um vetor de dipolo apontando para O, e a forma angular impede o cancelamento completo to molécula polar.

Passo 3

Trimetilamina, (CH3)3N.
O nitrogênio faz três ligações sigma e tem um par isolado to quatro domínios eletrônicos to hibridização sp^3. A geometria eletrônica é tetraédrica, a molecular é piramidal trigonal. O ângulo N–C fica próximo de
ang<=C!-!N!-!Capprox109,5^circ
com redução para cerca de 107^circ por efeito do par isolado. Como N é mais eletronegativo que C, há vetor de dipolo resultante não nulo ao longo do eixo do par-livre to molécula polar.

Passo 4

Trimetilborano, (CH3)3B.
O boro faz três ligações sigma e não tem pares isolados to três domínios eletrônicos to hibridização sp^2. A geometria eletrônica e molecular é trigonal plana com ângulos ideais de
120^circ
A distribuição simétrica das três ligações C– B faz com que eventuais dipolos C B se cancelem to molécula apolar.

Passo 5

Dióxido de carbono, CO2.
O carbono central forma duas ligações duplas C=O. Cada dupla conta como um domínio de elétrons, total de dois domínios to hibridização sp. A geometria eletrônica e molecular é linear, com ângulo
180^circ
Os dipolos das duas ligações C toO são iguais e opostos, cancelam-se to molécula apolar.

Resposta

(a) Hibridização sp^3, ang<=C!-!O!-!Capprox109,5^circ (com compressão para ~ 104 110circ), polar.
(b) Hibridização sp^3, ang<=C!-!N!-!Capprox109,5^circ (com compressão para ~ 107circ), polar.
(c) Hibridização sp^2, ang<= =120^circ, apolar.
(d) Hibridização sp, ang<= =180^circ, apolar.

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