O momento de dipolo elétrico do nitrobenzeno é 4,2D. Determine os momentos de dipolo dos três dinitrobenzenos.
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a pergunta está pedindo. A gente tem o momento de dipolo elétrico do nitrobenzeno, que é 4,2 D (Dennie), e queremos descobrir os momentos de dipolo dos três dinitrobenzênos. Isso tudo está relacionado à Química Molecular, mais especificamente à Polaridade das Moléculas. Para resolver isso, vamos precisar entender como os momentos de dipolo se somam quando temos mais de um grupo polar na molécula.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é o momento de dipolo elétrico. Ele é uma medida da separação de cargas positivas e negativas em uma molécula, e quanto maior esse valor, mais polarizada é a molécula. No nitrobenzeno, temos um grupo nitro (–NO₂) ligado ao anel benzênico, que cria essa polaridade.
Passo 3
Agora, nos dinitrobenzênos, temos dois grupos nitro ligados ao anel benzênico. Dependendo de onde esses grupos estão posicionados (nas posições 1,2; 1,3; ou 1,4), o momento de dipolo resultante pode variar. Vamos considerar as três isômeros:
- 1,2-Dinitrobenzeno (orto): Os grupos nitro estão adjacentes.
- 1,3-Dinitrobenzeno (meta): Os grupos nitro estão separados por uma posi��ão.
- 1,4-Dinitrobenzeno (para): Os grupos nitro estão opostos no anel.
Passo 4
Para calcular o momento de dipolo total de cada isômero, precisamos considerar a direção dos momentos de dipolo de cada grupo nitro. Usamos a Soma Vetorial dos dipolos individuais:
- 1,2-Dinitrobenzeno: Os momentos de dipolo dos dois grupos nitro estão em ângulos de 60° entre si.
- 1,3-Dinitrobenzeno: Os momentos de dipolo dos grupos nitro formam um ângulo de 120°.
- 1,4-Dinitrobenzeno: Os momentos de dipolo estão exatamente opostos, formando um ângulo de 180°.
Passo 5
Vamos usar a fórmula para a soma de dois vetores dipolo:
Onde:
-
e são os momentos de dipolo dos grupos nitro (4,2 D cada). -
é o ângulo entre eles.
Passo 6
Aplicando a fórmula para cada isômero:
- 1,2-Dinitrobenzeno (θ = 60°):
- 1,3-Dinitrobenzeno (θ = 120°):
- 1,4-Dinitrobenzeno (θ = 180°):
Resposta
Os momentos de dipolo dos três dinitrobenzênos são:
- 1,2-Dinitrobenzeno: 8,4 D
- 1,3-Dinitrobenzeno: 0 D
- 1,4-Dinitrobenzeno: 0 D