A maior parte dos seres vivos é constituída por água, responsável por 70 a
de sua massa. Considere as afirmativas abaixo relacionadas às propriedades físico-químicas da água.
A molécula de água é polarizada, ou seja, apesar de ter carga elétrica total igual a zero, possui carga elétrica parcial negativa na região do oxigênio e carga elétrica parcial positiva na região de cada hidrogênio.
A molécula de água é polarizada, ou seja, apesar de ter carga elétrica total igual a zero, possui carga elétrica parcial negativa na região do oxigênio e carga elétrica parcial positiva na região de cada hidrogênio.
Passo 1
O enunciado fornece as seguintes informações e faz esta afirmação a ser avaliada:
- A maior parte dos seres vivos é constituída por água (
a de sua massa). - Afirmativa: a molécula de água é polarizada; isto é, apesar de ter carga elétrica total igual a zero, possui carga parcial negativa na região do oxigênio e carga parcial positiva em cada hidrogênio.
O que se pede: verificar se a afirmativa é correta e explicar detalhadamente por que a molécula de água apresenta essas cargas parciais e por que seu momento dipolar não é nulo.
Passo 2
Por que surgem cargas parciais? Explanação sobre eletronegatividade.
- Eletronegatividade é a tendência de um átomo de atrair elétrons numa ligação química.
- Valores típicos (escala de Pauling):
e . - Como
, nos enlaces os elétrons compartilhados ficam deslocados em direção ao oxigênio. - Esse deslocamento faz com que a região do oxigênio fique com uma pequena carga negativa parcial, denotada
, e cada hidrogênio fique com carga positiva parcial, denotada .
Passo 3
Geometria molecular: por que a forma importa para a polaridade.
- O átomo de oxigênio na água tem dois pares de elétrons não ligados (lone pairs) e dois enlaces
. - Pela teoria VSEPR, a molécula adota a geometria “angular” (curvada), com ângulo entre as ligações aproximadamente ).
- Importante: se as duas ligações estivessem em linha reta opostas (
), os dipolos de ligação poderiam se cancelar. Mas com ) eles não se cancelam.
Passo 4
Como os dipolos das ligações se somam (explicação vetorial simples).
- Cada ligação
tem um dipolo apontando do H para o O (vetor dirigido para o oxigênio). - A soma vetorial dos dois dipolos resulta em um dipolo resultante não nulo. Matemático e simples:
- Se cada dipolo de ligação tiver magnitude
e o ângulo entre eles for ), então o componente ao longo do eixo de simetria (bissetriz) soma:
- Aqui
é a magnitude do dipolo total e é a magnitude do dipolo de cada ligação O–H. - Como
, tem-se , ou seja, diferente de zero.
- Se cada dipolo de ligação tiver magnitude
- Conclusão desse passo: vetorialmente os dipolos não se anulam, logo existe um momento dipolar permanente na molécula.
Passo 5
Notação e conservação da carga total.
- Representação das cargas parciais:
e . - A soma algébrica das cargas parciais é zero:
. Portanto a molécula é eletricamente neutra globalmente, mas com separação de cargas internas (dipolo).
Passo 6
Evidência experimental e consequências práticas (por que isso importa).
- A água tem momento dipolar experimental de aproximadamente
) (onde
), mostrando que realmente há um dipolo macroscópico mensurável. - A polaridade da água explica propriedades essenciais: alta permissividade dielétrica, solubilidade de compostos iônicos/polares e formação de ligações de hidrogênio entre moléculas de água (responsável por alto calor específico, tensão superficial, etc.).
Passo 7
Contraexemplo pedagógico para fixar: por que nem toda molécula com ligações polares é polar?
- Exemplo:
tem ligações polares, mas sua geometria linear faz com que os dipolos das duas ligações se cancelem, resultando em molécula apolar. - Diferença crucial: na água a geometria curva impede o cancelamento.
Passo 8
Pequeno resumo e motivação final (amigável).
- Resumindo: sim, a afirmativa está correta. A água é neutra globalmente, mas o oxigênio atrai mais os elétrons, há
no oxigênio e nos hidrogênios, e a geometria angular faz com que o momento dipolar resultante seja diferente de zero. - Fica a dica para a prova: ao ver “ligações polares + geometria” sempre pense em soma vetorial de dipolos — isso decide se a molécula é polar ou não. Você consegue!
Resposta
Verdadeira.