Mostre a direção do momento de dipolo em cada uma das ligações a seguir (justifique cada resposta): (0,15 pontos)
a. \mathrm{CH}_{3}-\mathrm{Br}

Passo 1

O enunciado pede para mostrar a direção do momento de dipolo em cada ligação da molécula \mathrm{CH}_{3}-\mathrm{Br} e justificar. Informações dadas explicitamente: a molécula contém três ligações \mathrm{C}-\mathrm{H} e uma ligação \mathrm{C}-\mathrm{Br}. O pedido é: indicar, para cada ligação, para qual átomo o momento de dipolo aponta (ou seja, qual átomo fica com carga parcial negativa \delta^{-} e qual com carga parcial positiva \delta^{+}) e justificar por que.

Passo 2

O que é momento de dipolo de uma ligação e como decidir sua direção (aula rápida e prática).
  • Momento de dipolo de ligação é um vetor que indica separação de cargas parciais numa ligação covalente polar. Na convenção química usada aqui, a seta do dipolo aponta do polo positivo parcial para o polo negativo parcial: ela vai de \delta^{+} para \delta^{-}.
  • O motivo físico: o átomo mais eletronegativo atrai os elétrons da ligação com mais força, ficando com excesso eletrônico parcial ( \delta^{-}), enquanto o outro átomo fica com deficiência parcial ( \delta^{+}).
  • Regra prática: se \chi_A>\chi_B então os elétrons vão mais para A, logo A fica \delta^{-} e a seta do dipolo aponta para A.
  • Aqui \chi representa a eletronegatividade (usamos a escala de Pauling).

Passo 3

Valores de eletronegatividade (escala de Pauling) que vou usar (valores aproximados, suficientes para decidir direções):
  • \chi_{\mathrm{H}}=2,20.
  • \chi_{\mathrm{C}}=2,55.
  • \chi_{\mathrm{Br}}=2,96.
Calcular as diferenças de eletronegatividade relevantes:
  • Para \mathrm{C}-\mathrm{H}: \Delta\chi_{C-H}=\chi_{\mathrm{C}}-\chi_{\mathrm{H}}=2,55-2,20=0,35.Como \Delta\chi_{C-H}>0, o carbono é mais eletronegativo que o hidrogénio nessa ligação.
  • Para \mathrm{C}-\mathrm{Br}: \Delta\chi_{C-Br}=\chi_{\mathrm{Br}}-\chi_{\mathrm{C}}=2,96-2,55=0,41.Como \Delta\chi_{C-Br}>0, o bromo é mais eletronegativo que o carbono nessa ligação.

Passo 4

Determinar a direção do dipolo em cada ligação usando as diferenças de eletronegatividade (justificativa direta).
  • Ligações \mathrm{C}-\mathrm{H}: \chi_{\mathrm{C}}>\chi_{\mathrm{H}} (diferença 0,35). Logo os elétrons na ligação \mathrm{C}-\mathrm{H} são atraídos levemente para o carbono; portanto o carbono fica com carga parcial negativa e o hidrogênio com carga parcial positiva. Na convenção de setas: \mathrm{H}\\ \delta^{+}\longrightarrow \mathrm{C}\\ \delta^{-}.Ou seja, o momento de dipolo da ligação \mathrm{C}-\mathrm{H} aponta do H para o C.
  • Ligação \mathrm{C}-\mathrm{Br}: \chi_{\mathrm{Br}}>\chi_{\mathrm{C}} (diferença 0,41). Logo os elétrons são atraídos para o bromo; o bromo fica \delta^{-} e o carbono \delta^{+}. Na convenção: \mathrm{C}\\ \delta^{+}\longrightarrow \mathrm{Br}\\ \delta^{-}.Ou seja, o momento de dipolo da ligação \mathrm{C}-\mathrm{Br} aponta do C para o Br.

Passo 5

Observação sobre o dipolo molecular resultante (ajuda para entender a física por trás, útil na prova).
  • A geometria ao redor do carbono em \mathrm{CH}_{3}-\mathrm{Br} é aproximadamente tetraédrica (três H + 1 Br). Os três dipolos \mathrm{C}-\mathrm{H} têm direções simétricas e, por simetria, suas componentes vetoriais se cancelam entre si (soma vetorial ≈ zero).
  • Assim, o dipolo total da molécula fica dominado pela contribuição da ligação \mathrm{C}-\mathrm{Br}, apontando do carbono para o bromo (isto é, direção \mathrm{C}\rightarrow\mathrm{Br}, com o Br como extremidade parcialmente negativa).

Resposta

\mathrm{C}-\mathrm{H}:\quad \mathrm{H}\\ \delta^{+}\longrightarrow \mathrm{C}\\ \delta^{-}
\mathrm{C}-\mathrm{Br}:\quad \mathrm{C}\\ \delta^{+}\longrightarrow \mathrm{Br}\\ \delta^{-}

Exercícios relacionados