Escreva uma fórmula tridimensional para cada uma das seguintes moléculas, utilizando o formalismo de cunha cheia e cunha tracejada. Indique os elétrons desemparelhados dos átomos correspondentes (exceto He C ). Se a molécula tiver um momento de dipolo resultante, indique seu sentido com uma seta. Se a molécula não tiver um momento de dipolo resultante, você deve indicar esse fato. (Ignore a pequena polaridade das ligações C-H ao resolver esse e outros problemas semelhantes.)
Passo 1
O enunciado pede: para a molécula
- desenhar a fórmula tridimensional usando o formalismo de cunha cheia (ligação saindo do plano) e cunha tracejada (ligação entrando no plano);
- indicar elétrons desemparelhados dos átomos (se houver);
- indicar o sentido do momento de dipolo resultante, ou afirmar que não há momento de dipolo resultante.
Informações relevantes dadas/assumidas: - Ignorar a pequena polaridade de
(portanto, só consideraremos as polaridades ); - a molécula é neutra e cada átomo está em sua valência usual (C tetravalente, H monovalente, F monovalente).
Passo 2
Qual é a geometria ao redor do carbono e por que? (aula rápida de VSEPR e hibridização)
- O carbono em
forma quatro ligações simples: duas e duas . - Com quatro pares de elétrons ligantes, a teoria VSEPR diz que a geometria que minimiza repulsões é a geometria tetraédrica.
- Em termos de hibridização, o carbono está em hibridação
: isso significa que os quatro orbitais híbridos apontam para os vértices de um tetraedro e os ângulos são aproximadamente .
Explicação simples: pense no carbono no centro com quatro “pontas” igualmente espaçadas — pronto, tetraedro.
Passo 3
Conveniência do desenho com cunha cheia / tracejada (regras práticas)
- Convenção: cunha cheia = ligação saindo do plano da folha (vem para você); linha normal = ligação contida no plano da folha; cunha tracejada = ligação entrando no plano (para trás).
- Para
uma representação clara é colocar as duas ligações no plano do papel (linhas normais) e distribuir uma como cunha cheia (para fora) e a outra como cunha tracejada (para trás). Isso dá uma imagem tetraédrica fácil de visualizar.
Passo 4
Desenho explícito (descrição da fórmula tridimensional com cunha cheia / tracejada)
- Coloque o átomo de carbono no centro:
. - No plano do papel: as duas ligações para
como linhas simples — à esquerda e à direita. - Uma ligação
como cunha cheia (saindo do plano, para o observador). - A outra ligação
como cunha tracejada (entrando no plano, para trás).
Em palavras (representação verbal final): uma forma conveniente é -
— (linha) — — (linha) — (estas duas no plano), - uma
como cunha cheia (saindo do plano), - a outra
como cunha tracejada (entrando no plano).
Passo 5
Eletrôns desemparelhados e pares não ligados (quem tem o quê)
- Cada ligação C–H e C–F usa um elétron do carbono e um do outro átomo, formando pares de ligação. O carbono tem 4 ligações preenchidas → sem elétrons desemparelhados no carbono.
- Cada flúor, após formar a ligação simples
, conserva três pares de elétrons não ligantes (três pares de elétrons pareados, ou seja, seis elétrons em pares). Assim, não há elétrons desemparelhados nos átomos de F. - Resultado: não há elétrons desemparelhados em nenhum átomo da molécula
.
Passo 6
Polaridade das ligações e momento dipolar resultante (aula rápida sobre dipolos)
- Eletricidade local: a ligação
é fortemente polar, com elétrons puxados para o (vetor de dipolo da ligação aponta do carbono para o flúor). - Pelo enunciado, ignoramos polaridade
(tratamos como praticamente apolar). - As duas ligações
não estão em linha reta opostas (em tetraedro os ângulos são ), então seus vetores de dipolo não se cancelam completamente. Ao representar uma saindo do plano e outra entrando no plano, o somatório vetorial das duas aponta para o lado da molécula onde estão os dois (ou seja, para o “meio” entre as direções das duas ). - Conclusão:
é uma molécula polar — há um momento dipolar resultante não nulo. O vetor momento dipolar aponta do carbono (lado menos eletronegativo) em direção ao lado onde estão os flúor(es) (lado mais eletronegativo), isto é, apontando para a região entre os dois átomos .
Passo 7
Como indicar isso no desenho (símbolos e seta)
- No desenho com cunha cheia/tracejada: desenhe uma seta
que parte do centro do carbono e aponta para o lado onde ficam os dois flúors (meio entre as direções das duas cunhas para F). - Se quiser anotar mais: cada ligação
pode receber um pequeno vetor apontando para o F; a soma vetorial desses dois resulta na seta descrita acima.
Resposta
Representação:
central com
e
no plano (linhas normais), uma ligação
como cunha cheia (saindo do plano) e a outra
como cunha tracejada (entrando no plano).
Elétrons desemparelhados: nenhum (não há elétrons desemparelhados).
Momento dipolar: existe momento dipolar resultante não nulo, apontando do carbono para o lado com os dois
(ou seja, para a região entre os dois flúors).
Elétrons desemparelhados: nenhum (não há elétrons desemparelhados).
Momento dipolar: existe momento dipolar resultante