Classifique os compostos abaixo em polar, apolar. Justifique.
\mathrm{CH}_{3}-\mathrm{O}-\mathrm{CH}_{3}

Passo 1

O enunciado pede que eu classifique o composto \mathrm{CH_{3}-O-CH_{3}} como polar ou apolar e justifique a resposta.
Informações dadas explicitamente: a conectividade do composto é \mathrm{CH_{3}-O-CH_{3}} (éter dimetílico, dois grupos metila ligados a um oxigênio). Não há outra figura nem dados numéricos fornecidos.

Passo 2

Vamos começar desenhando mentalmente a estrutura de elétrons (estrutura de Lewis) em torno do oxigênio. O oxigênio tem 6 elétrons de valência; no éter ele forma duas ligações simples com os carbonos e fica com dois pares isolados (lone pairs). Isso nos dá:
\text{ao redor do O: 2 ligações O–C + 2 pares isolados = 4 regiões de elétrons}çõõé
Quando há 4 regiões de elétrons, a geometria eletrônica é tetraédrica (híbrido sp^3), mas a geometria da molécula considerando apenas os átomos ligados ao oxigênio é angular/bent (o ângulo C–O–C é aproximadamente 109{,}5^\circ, tipicamente ~ 110^\circ). Ou seja, os dois vetores ligação C–O não são opostos em linha reta.

Passo 3

Agora determinamos se as ligações são polares. A polaridade de uma ligação depende da diferença de eletronegatividade entre os átomos. Valores típicos (países convencionais de eletronegatividade de Pauling) são aproximadamente:
\chi(\text{C}) \approx 2{,}55,\qquad \chi(\text{O}) \approx 3{,}44.
A diferença é
\Delta\chi \approx 3{,}44-2{,}55=0{,}89,
que indica uma ligação covalente polar (o oxigênio atrai mais os elétrons). Portanto cada ligação \mathrm{C-O} tem um dipolo dirigido do carbono para o oxigênio (seta apontando para o O).

Passo 4

Agora precisamos somar vetorialmente esses dois dipolos. Cada ligação C–O gera um vetor dipolo de mesma intensidade p apontando em direção ao oxigênio. Como os dois vetores têm a mesma magnitude e fazem entre si um ângulo \theta igual ao ângulo C–O–C (aprox. 110^\circ), a soma vetorial não é zero. Podemos calcular a magnitude do dipolo resultante por geometria de vetores iguais formando ângulo \theta:
p_{\text{res}} = 2p\cos\!\left(\frac{\theta}{2}\right).
Substituindo \theta\approx 110^\circ obtemos
p_{\text{res}} = 2p\cos\!\left(55^\circ\right).
Como \cos(55^\circ)\approx 0{,}57, temos p_{\text{res}}\approx 1{,}14\,p, ou seja, um valor diferente de zero. Logo os dipolos parciais não se cancelam.
(Para comparar: se os dois dipolos estivessem em linha reta e em sentidos opostos, como em \mathrm{CO_2} com \theta=180^\circ, teríamos \cos(90^\circ)=0 e a soma seria zero; mas aqui não é o caso.)

Passo 5

Como há dipolo resultante não nulo, a molécula possui momento dipolar líquido e, portanto, é polar. Uma forma prática de ver isso é lembrar que a presença do oxigênio com pares isolados cria uma região mais negativa na molécula (próxima ao O) e regiões mais positivas nos carbonos, gerando uma separação de cargas.

Passo 6

Conseqüências/checagens rápidas (para consolidar a intuição): por ser polar, \mathrm{CH_{3}-O-CH_{3}} tende a dissolver-se razoavelmente bem em solventes polares e tem momento dipolar mensurável (valor experimental por volta de 1 1{,}5 Debye, o que confirma que não é nula). Além disso, seu ponto de ebulição é maior que de hidrocarbonetos de massa molar semelhante justamente pela interação dipolo-dipolo.

Resposta

Polar.

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