Corrija as afirmações falsas.
O metano \left(\mathrm{CH}_{4}\right) é uma molécula polar, pois as ligações \mathrm{C}-\mathrm{H} são polares.

Passo 1

O enunciado dá a afirmação: “O metano \mathrm{CH_4} é uma molécula polar, pois as ligações \mathrm{C}-\mathrm{H} são polares.”
O que preciso fazer: identificar se cada parte dessa afirmação é verdadeira ou falsa e corrigi-la. Informações relevantes que vou usar (vindas do enunciado ou necessárias para avaliar a afirmação):
  • A molécula em questão é \mathrm{CH_4} (metano).
  • A afirmação envolve duas ideias separadas:
    1. As ligações \mathrm{C}-\mathrm{H} são polares.
    2. Por isso, a molécula \mathrm{CH_4} é polar.

Passo 2

Explicando o que é “polaridade de ligação” de um jeito bem direto.
  • Polaridade de uma ligação química vem da diferença de eletronegatividade entre os átomos que formam a ligação. Eletronegatividade é a tendência de um átomo de atrair elétrons de ligação.
  • Se dois átomos têm eletronegatividades bem diferentes, os elétrons da ligação ficam deslocados para o mais eletronegativo, criando cargas parciais \delta^- e \delta^+ e, então, um dipolo.
  • O momento de dipolo de uma ligação é um vetor; a magnitude é, de forma simplificada, \mu = q\,d, onde q é a carga parcial e d é a distância entre as cargas parciais. A direção do vetor indica do centro positivo para o centro negativo (ou vice‑versa, dependendo da convenção).

Passo 3

Quantificando a polaridade da ligação \mathrm{C}-\mathrm{H}.
  • Valores de eletronegatividade de Pauling (aproximados): \chi_C = 2,55 e \chi_H = 2,20.
  • Diferença de eletronegatividade: \Delta\chi = \chi_C - \chi_H = 2,55 - 2,20 = 0,35.
  • Regra prática (orientativa): se \Delta\chi \lesssim 0,4 a ligação é essencialmente apolar; entre \sim 0,4 e \sim 1,7 tende a ser covalente polar; acima disso aproxima‑se de iônica.
  • Conclusão desta etapa: \Delta\chi \approx 0,35 é pequeno, então a ligação \mathrm{C}-\mathrm{H} é, na prática, praticamente apolar (ou somente muito levemente polar).

Passo 4

Agora a geometria molecular e como ela determina a polaridade total.
  • O metano \mathrm{CH_4} tem geometria tetraédrica, com quatro ligações \mathrm{C}-\mathrm{H} igualmente espaçadas e ângulo \,109{,}5^\circ entre as ligações.
  • Mesmo que cada ligação tivesse um pequeno dipolo \vec{\mu}_i, os quatro vetores são iguais em magnitude e dispostos com a simetria do tetraedro. Pela simetria geométrica, a soma vetorial dos quatro dipolos é nula:
\sum_{i=1}^{4}\vec{\mu}_i = \vec{0}.
  • Em linguagem simples: os pequenos deslocamentos de carga em cada ligação apontam em direções que se cancelam mutuamente porque a molécula é perfeitamente simétrica.

Passo 5

Juntando os pontos para corrigir a afirmação original.
  • A parte “as ligações \mathrm{C}-\mathrm{H} são polares” é enganosa: a diferença de eletronegatividade \Delta\chi\approx0,35 indica que essas ligações são, na prática, apolares ou apenas muito levemente polares.
  • A conclusão “logo \mathrm{CH_4} é polar” está errada. Mesmo se houvesse uma pequena polaridade em cada ligação, a geometria tetraédrica faz com que os dipolos se cancelem, resultando em molécula apolar.
  • Correção sucinta: \mathrm{CH_4} é apolar; as ligações \mathrm{C}-\mathrm{H} são praticamente apolares e/ou quaisquer dipolos são cancelados pela simetria tetraédrica.

Passo 6

Dicas rápidas para a prova (como reconhecer casos semelhantes):
  • Se as ligações forem polares mas a molécula tiver geometria simétrica (ex.: \mathrm{CO_2} linear, \mathrm{CH_4} tetraédrica), os vetores dipolo podem se cancelar e a molécula pode ser apolar.
  • Se a geometria for assimétrica (ex.: \mathrm{H_2O} curva, \mathrm{CH_3Cl} substituído), os dipolos não se cancelam e a molécula será polar.
  • Regra prática: determine (1) se as ligações são significativamente polares ( \Delta\chi grande) e (2) se a geometria permite que esses dipolos se cancelem. Ambos importam.

Resposta

O metano \mathrm{CH_4} é apolar. As ligações \mathrm{C}-\mathrm{H} têm diferença de eletronegatividade \Delta\chi\approx0,35 (praticamente apolares) e, além disso, a geometria tetraédrica faz com que quaisquer pequenos dipolos se cancelem, de modo que \sum_{i=1}^{4}\vec{\mu}_i=\vec{0}.

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