Faça uma previsão de qual molécula é polar:
e
.
Passo 1
O enunciado pede que eu faça uma previsão de quais moléculas da lista são polares. As moléculas dadas são:
,
,
,
,
,
,
e
.
Informações relevantes dadas (explicitadas):
- A lista completa das moléculas para classificar como polar ou apolar.
- Não foi fornecida figura, então usarei a geometria molecular esperada a partir da fórmula e regras de química (VSEPR) para cada espécie.
Passo 2
Conceito essencial: o que torna uma molécula polar?
- Uma molécula é polar se tiver um momento de dipolo resultante diferente de zero. O momento de dipolo total é a soma vetorial dos momentos de dipolo de cada ligação química.
- Cada ligação é polar se há diferença de eletronegatividade entre os átomos ligados; o átomo mais eletronegativo puxa mais densidade eletrônica e cria um dipolo apontando para ele.
- Mesmo que todas as ligações individuais sejam polares, a molécula pode ser apolar se a geometria fizer com que os vetores-dipolo se cancelem (ex.: molécula totalmente simétrica).
Resumo prático: preciso avaliar duas coisas para cada molécula:
- As ligações são polares? (ver diferença de eletronegatividade)
- A geometria molecular permite que esses dipolos se cancelem ou não?
Passo 3
Pequena aula prática sobre geometria molecular (VSEPR) — o que preciso usar na prova:
- Conte o número de pares de elétrons ao redor do átomo central (ligações + pares isolados).
- O arranjo eletrônico determina a geometria (ex.: 4 domínios → geom. eletrônica tetraédrica; se não houver pares isolados, a molécula será tetraédrica; com 1 par isolado e 3 ligantes → trigonal piramidal).
Formas importantes que aparecem aqui: - Linear (2 domínios): simétrica, vetores opostos se iguais.
- Trigonal planar (3 domínios, sem pares isolados): simétrica no plano; três vetores iguais a 120° se cancelam.
- Tetraédrica (4 domínios, sem pares isolados): 4 vetores a 109,5°; 4 ligantes idênticos → cancelamento total.
- Trigonal piramidal (3 ligantes + 1 par isolado): simétrica incompleta, há dipolo resultante não nulo.
Passo 4
Regra prática de eletronegatividade (só para saber direção do dipolo):
- Em uma ligação A–B, o dipolo aponta do átomo menos eletronegativo para o mais eletronegativo.
- Não preciso de valores exatos agora; basta identificar qual átomo é mais eletronegativo (por ex.,
, qualitativamente).
Passo 5
- Tipo: diatômica homonuclear.
- Informações: ambas as extremidades são o mesmo átomo (
e ), portanto a ligação é apolar (nenhuma diferença de eletronegatividade). - Geometria trivial: linear com apenas dois átomos.
- Conclusão: não há dipolo líquido.
- Resultado:
é apolar.
Passo 6
- Tipo: diatômica heteronuclear.
- Informações:
e têm eletronegatividades diferentes ( é mais eletronegativo que ), então a ligação é polar. - Geometria: apenas dois átomos (linear trivial), não há cancelamento possível.
- Conclusão: existe um dipolo do
para o . - Resultado:
é polar.
Passo 7
- Estrutura: carbono central ligado a quatro cloro, fórmula sugere tetraedro.
- Ligações: cada ligação
é polar (Cl mais eletronegativo do que C), então há quatro dipolos individuais. - Geometria: tetraédrica com quatro substituintes idênticos (
em vértices equivalentes). - Vetores-dipolo: simétricos e apontando para os quatro cloros; por simetria eles se cancelam (soma vetorial = zero).
- Conclusão: dipolo resultante nulo.
- Resultado:
é apolar.
Passo 8
- Estrutura: carbono central com quatro ligações (dois
e dois ), geometria tetraédrica. - Ligações:
são mais polares que ; portanto dois dipolos maiores apontando para os e dois dipolos menores apontando para os . - Geometria: como os ligantes não são todos idênticos (dois
e dois ), a simetria não é completa; os dipolos não se cancelam totalmente. - Conclusão: há um momento dipolar resultante diferente de zero.
- Resultado:
é polar.
Passo 9
- Estrutura: fósforo central ligado a três cloros e tendo um par isolado (configuração típica: 3 ligações + 1 par isolado → trigonal piramidal).
- Ligações:
são polares (Cl mais eletronegativo). - Geometria: trigonal piramidal (semelhante ao
), a presença do par isolado cria assimetria. - Vetores-dipolo: os três dipolos não se cancelam por causa da geometria piramidal e do par isolado; resta um dipolo resultante apontando em direção ao grupo mais eletronegativo agregado.
- Conclusão: momento dipolar não nulo.
- Resultado:
é polar.
Passo 10
- Estrutura: fósforo central ligado a um oxigênio por dupla ligação
e a três cloros . O fósforo tem, nesse caso, quatro substituintes (nenhum par isolado no P), então a geometria de torno do P é aproximadamente tetraédrica (arranjo eletrônico com quatro domínios). - Ligações:
é bastante polar (O bem mais eletronegativo que P); também é polar, mas diferente da . - Simetria: os três
são equivalentes entre si, mas a é distintamente diferente dos . Assim a tetraedral não tem quatro ligantes idênticos → os dipolos não se cancelam. - Conclusão: existe um dipolo resultante, geralmente apontando em direção ao oxigênio (grupo mais eletronegativo).
- Resultado:
é polar.
Passo 11
- Estrutura: boro central com três ligações a flúor, sem pares isolados no B; geometria trigonal planar (três domínios).
- Ligações:
são polares (F muito eletronegativo), então cada ligação tem um dipolo. - Geometria e simetria: trigonal planar com três ligantes idênticos em 120° → vetores-dipolo iguais espaçados a 120° se cancelam (soma vetorial = 0).
- Conclusão: apesar de ligações polares, a molécula é apolar por simetria.
- Resultado:
é apolar.
Passo 12
- Estrutura: nitrogênio central ligado a três flúor e com um par isolado → geometria trigonal piramidal (semelhante ao
). - Ligações:
são polares (F mais eletronegativo que N). - Geometria: devido ao par isolado a disposição não é plana; consequentemente, os três dipolos não se cancelam completamente.
- Observação mais sutil (didática): em comparação com
, onde o dipolo aponta em direção ao N (N mais eletronegativo que H), em os vetores das ligações apontam para os F; ainda assim, a geometria piramidal gera um pequeno dipolo resultante (experimentalmente tem dipolo pequeno, mas não nulo). - Conclusão: há momento dipolar resultante diferente de zero, portanto polar (embora fraco).
- Resultado:
é polar.
Passo 13
Resumo das regras aplicadas aqui (para você lembrar na prova):
- Molécula diatômica heteronuclear → normalmente polar.
- Molécula com ligantes todos idênticos e geometria totalmente simétrica (tetraédrica com 4 iguais, trigonal planar com 3 iguais) → apolar.
- Par isolado no átomo central tende a criar assimetria e favorecer polaridade (ex.: trigonal piramidal).
- Se tiver ligantes diferentes, verifique se há simetria que permita cancelamento; na maioria dos casos, ligantes diferentes → polar.