(a) O cis-2,3-dicloro-2-buteno, possui um momento de dipolo maior ou menor do que o cis-1,2dicloroeteno? (b) Indique a direção do momento de dipolo do cis-1,2-dibromoeteno. Este composto terá momento de dipolo maior ou menor do que o cis-1,2-dicloroeteno?

Passo 1

O enunciado pede duas coisas envolvendo momentos de dipolo em alcenos substituídos:
(a) comparar o momento de dipolo do cis-2,3-dicloro-2-buteno com o do cis-1,2-dicloroeteno;
(b) indicar a direção do momento de dipolo do cis-1,2-dibromoeteno e compará-lo em magnitude com o do cis-1,2-dicloroeteno.
O conteúdo é vetor soma de dipolos de ligações polarizadas, considerando polaridades de C–Cl, C–Br, C–H e C–C e a geometria trigonal planar dos carbonos insaturados.

Passo 2

Um momento de dipolo molecular \mu é a soma vetorial dos momentos de dipolo de cada ligação polar. Cada ligação C–X (onde X é um substituinte) gera um vetor de módulo \mu_{\text{C–X}} apontando do átomo menos eletronegativo (C) para o mais eletronegativo X. Em moléculas cis de alcenos, os dois vetores das ligações C–X formam o mesmo ângulo em relação ao eixo da dupla ligação e estão no mesmo lado desse eixo, de modo que há somente soma parcial, não cancelamento completo.

Passo 3

No cis-1,2-dicloroeteno, cada carbono insaturado está ligado a um Cl e a um H. Temos duas ligações C–Cl de módulo \mu_{\text{C–Cl}} que formam, no átomo de carbono, ângulo de 120^\circ entre si mas, em relação ao eixo C=C, cada vetor de C–Cl está a 30^\circ do perpendicular a esse eixo. A soma vetorial das duas polarizações C–Cl dá um dipolo resultante perpendicular ao eixo C=C com módulo aproximado
\mu_{\rm resultante} =2\,\mu_{\text{C–Cl}}\cos 30^\circ.
Porém, como existe também o dipolo de cada C–H (que aponta de H para C, parcialmente cancelando localmente \mu_{\text{C–Cl}}), o valor real fica em torno de 1{,}9,D.

Passo 4

No cis-2,3-dicloro-2-buteno, cada carbono insaturado está ligado a um Cl e a um grupo CH_3. A ligação C–C (no grupo metil) é praticamente apolar, isto é, \mu_{\text{C–C}}\approx0. Logo, em cada carbono não há dipolo de C–H para reduzir \mu_{\text{C–Cl}}. Mantidos ângulos e disposição geométrica iguais aos do eteno substituído, cada vetor C–Cl contribui integralmente, e a soma vetorial das duas C–Cl é maior do que no caso em que ocorreu cancelamento parcial pelo C–H. Portanto,
no cis-2,3-dicloro-2-buteno possui momento de dipolo maior que o do cis-1,2-dicloroeteno.

Passo 5

No cis-1,2-dibromoeteno a geometria é análoga à do cis-1,2-dicloroeteno, mas substituímos Cl por Br. Cada vetor C–Br aponta do carbono para o bromo (Br é menos eletronegativo que Cl, mas ainda suga elétrons de C). Essas duas C–Br formam somas vetoriais iguais em direção e orientação ao caso cloro, ou seja, resultante perpendicular à ligação C=C apontando para o lado dos dois Br. Como a polaridade C–Br \mu_{\text{C–Br}} é menor que a C–Cl \mu_{\text{C–Cl}}, o módulo do momento de dipolo do cis-1,2-dibromoeteno será menor que o do cis-1,2-dicloroeteno.

Resposta

(a) O momento de dipolo do cis-2,3-dicloro-2-buteno é maior do que o do cis-1,2-dicloroeteno.
(b) No cis-1,2-dibromoeteno o vetor momento de dipolo fica perpendicular à dupla ligação, apontando para o lado dos dois átomos de Br; seu valor é menor que o do cis-1,2-dicloroeteno.

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