A capacidade que um átomo tem de atrair elétrons de outro átomo, quando os dois formam uma ligação química, é denominada eletronegatividade. Esta é uma das propriedades químicas consideradas no estudo da polaridade das ligações.
Assinale a opção que apresenta, corretamente, os compostos \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}, \mathrm{H}_{2} \mathrm{~S} e \mathrm{H}_{2} \mathrm{Se} em ordem crescente de polaridade.
a) \mathrm{H}_{2} \mathrm{Se}<\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}<\mathrm{H}_{2} \mathrm{~S}
b) \mathrm{H}_{2} \mathrm{~S}<\mathrm{H}_{2} \mathrm{Se}<\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}
c) \mathrm{H}_{2} \mathrm{~S}<\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}<\mathrm{H}_{2} \mathrm{Se}
d) \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}<\mathrm{H}_{2} \mathrm{Se}<\mathrm{H}_{2} \mathrm{~S}

Passo 1

O que o enunciado pede e o que nos dá:
  • Pede para ordenar, em ordem crescente de polaridade, os compostos \mathrm{H_2O},\\ \mathrm{H_2S} e \mathrm{H_2Se}.
  • Informação implícita: polaridade molecular depende da polaridade das ligações (diferença de eletronegatividade entre átomos ligados) e da geometria da molécula (como as polaridades de ligação se somam vetorialmente).
  • Não há outras informações numéricas no enunciado; vou usar valores usuais de eletronegatividade e ângulos moleculares para comparar as polaridades.

Passo 2

O que é eletronegatividade e como ela determina a polaridade de uma ligação
  • Eletronegatividade é a tendência de um átomo de atrair elétrons numa ligação química.
  • Quando dois átomos têm eletronegatividades diferentes, a nuvem eletrônica da ligação fica deslocada para o átomo mais eletronegativo, gerando um dipolo de ligação (uma pequena separação de cargas).
  • Em termos qualitativos: quanto maior a diferença de eletronegatividade entre dois átomos, mais polar é a ligação.
  • Na prática, para comparar moléculas do tipo \mathrm{H_2X} (com a mesma geometria básica), a ordem de polaridade molecular costuma seguir a ordem das polaridades das ligações \mathrm{H\!-\!X}, desde que a geometria mantenha os dois dipolos de ligação com orientação semelhante (caso de moléculas dobradas/bent).

Passo 3

Valores de eletronegatividade (escala de Pauling) e cálculo das diferenças
  • Valores usuais (escala de Pauling):
    \chi(\mathrm{H})=2,20, \chi(\mathrm{O})=3,44, \chi(\mathrm{S})=2,58, \chi(\mathrm{Se})=2,55.
  • Diferenças de eletronegatividade para cada ligação \mathrm{H\!-\!X}: \Delta\chi(\mathrm{H-O})=\chi(\mathrm{O})-\chi(\mathrm{H})=3,44-2,20=1,24,
\Delta\chi(\mathrm{H-S})=\chi(\mathrm{S})-\chi(\mathrm{H})=2,58-2,20=0,38,
\Delta\chi(\mathrm{H-Se})=\chi(\mathrm{Se})-\chi(\mathrm{H})=2,55-2,20=0,35.
  • Interpretação: a ligação \mathrm{H\!-\!O} é muito mais polar que \mathrm{H\!-\!S} e \mathrm{H\!-\!Se}. Entre \mathrm{H\!-\!S} e \mathrm{H\!-\!Se} a diferença é pequena, mas \mathrm{H\!-\!S} é ligeiramente mais polar que \mathrm{H\!-\!Se} porque \Delta\chi(\mathrm{H-S})>\Delta\chi(\mathrm{H-Se}).

Passo 4

Geometria molecular e soma vetorial dos dipolos
  • As três moléculas \mathrm{H_2O},\\ \mathrm{H_2S},\\ \mathrm{H_2Se} têm a mesma disposição de pares eletrônicos: o átomo central possui dois pares ligantes e dois pares isolados (VSEPR), resultando em geometria dobrada (bent).
  • Ângulos típicos: \mathrm{H_2O} tem ângulo de ligação cerca de 104{,}5^\circ; \mathrm{H_2S} e \mathrm{H_2Se} têm ângulos menores (próximos de 92^\circ e 91^\circ, respectivamente). As orientações dos dois dipolos de ligação são semelhantes nas três moléculas.
  • Conclusão: como a geometria só muda um pouco entre S e Se, a polaridade molecular segue essencialmente a ordem das polaridades das ligações \mathrm{H\!-\!X} já calculadas.

Passo 5

Concluindo a ordem de polaridade e confirmação experimental (intuição adicional)
  • Da combinação dos passos anteriores, a ordem das polaridades de ligação é \Delta\chi(\mathrm{H-Se})<\Delta\chi(\mathrm{H-S})<\Delta\chi(\mathrm{H-O}),logo a ordem das polaridades moleculares (crescendo) é \mathrm{H_2Se}<\mathrm{H_2S}<\mathrm{H_2O}.
  • Isso é consistente com momentos dipolares experimentais aproximados: \mu(\mathrm{H_2O})\approx1,85\\ \mathrm{D}, \mu(\mathrm{H_2S})\approx0,97\\ \mathrm{D}, \mu(\mathrm{H_2Se}) menor ainda — portanto \mathrm{H_2Se} é a menos polar e \mathrm{H_2O} a mais polar.

Resposta

\mathrm{H_2Se}<\mathrm{H_2S}<\mathrm{H_2O}

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