Diga se as seguintes moléculas devem se comportar como polares ou apolares:
\quad \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{6} (etano)

Passo 1

O enunciado pede para determinar se a molécula \mathrm{C_2H_6} (etano) deve se comportar como polar ou apolar.
Informações dadas explicitamente:
  • A molécula é \mathrm{C_2H_6} (etano).
    Não há outros dados numéricos no enunciado.

Passo 2

Entendendo o que significa “polar” ou “apolar” para uma molécula (mini-aula):
  • Uma ligação química é polar quando há uma diferença de eletronegatividade entre os átomos que formam a ligação, fazendo com que os elétrons sejam atraídos um pouco mais para um lado; isso cria um dipolo elétrico local.
  • A grandeza que mede a separação de cargas é o momento de dipolo, que em termos simples pode ser representado por \vec{\mu} = q\,\vec{d}, onde:
    • \vec{\mu} é o vetor momento de dipolo (direção do polo positivo para o negativo),
    • q é a carga parcial efetiva (em coulombs, conceito qualitativo aqui),
    • \vec{d} é o vetor que vai de cargas positivas às negativas (separação entre elas).
  • Para a molécula inteira ser polar, a soma vetorial dos momentos de dipolo de todas as ligações não pode ser nula. Se essa soma vetorial for zero (ou praticamente zero), a molécula é apolar, mesmo que as ligações individuais sejam levemente polares.

Passo 3

Analisando as ligações em \mathrm{C_2H_6}:
  • A molécula tem duas átomos de carbono ligados entre si por uma ligação simples \mathrm{C\!-\!C} e cada carbono liga-se a três hidrogênios por ligações \mathrm{C\!-\!H}.
  • Valores típicos de eletronegatividade (Pauling): \chi_{\mathrm{C}}=2,55 e \chi_{\mathrm{H}}=2,20. (Estou pegando estes valores da tabela padrão de eletronegatividades.)
  • Diferença de eletronegatividade para a ligação \mathrm{C\!-\!H}: \Delta\chi = \lvert \chi_{\mathrm{C}} - \chi_{\mathrm{H}} \rvert = \lvert 2,55 - 2,20 \rvert = 0,35.
  • Interpretação: \Delta\chi = 0,35 é um valor pequeno; ligações com \Delta\chi inferiores a cerca de 0,5 são geralmente consideradas essencialmente covalentes não muito polares. Portanto cada ligação \mathrm{C\!-\!H} é, na prática, quase não polar.

Passo 4

Geometria molecular e cancelamento de dipolos (mini-aula de geometria):
  • Cada carbono em \mathrm{C_2H_6} tem geometria aproximadamente tetraédrica (ângulos próximos de 109,5^\circ), com três ligações \mathrm{C\!-\!H} e uma ligação \mathrm{C\!-\!C}.
  • Mesmo que cada \mathrm{C\!-\!H} tenha uma pequena polaridade, essas três ligações ao redor de cada carbono estão dispostas de forma quase simétrica. Vetorialmente, os pequenos momentos de dipolo das três \mathrm{C\!-\!H} ao redor de um carbono tendem a se cancelar entre si por simetria (o resultado vetorial é praticamente zero).
  • A ligação \mathrm{C\!-\!C} é entre dois átomos idênticos, logo é perfeitamente apolar (não cria dipolo).
  • Como os dois carbonos e seus respectivos conjuntos de três hidrogênios são basicamente simétricos, não há um vetor dipolo resultante significativo ao longo da molécula inteira.

Passo 5

Conclusão com dica prática para prova:
  • Regra prática: primeiro verifique se há ligações polares; depois verifique a simetria da molécula. Se a geometria é simétrica de modo que os dipolos das ligações se anulem, a molécula é apolar.
  • Aplicando isso em \mathrm{C_2H_6}: ligações \mathrm{C\!-\!H} têm polaridade muito pequena ( \Delta\chi=0,35) e a geometria simétrica faz os pequenos dipolos se cancelarem. Portanto a molécula não apresenta dipolo elétrico resultante apreciável.

Resposta

A molécula \mathrm{C_2H_6} (etano) é apolar.

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