Preveja a geometria das seguintes moléculas fornecendo a hibridização do átomo central e o vetor do momento dipolo (se houver)
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra gente prever a geometria da molécula de
, dizer qual é a hibridização do átomo central (o carbono) e também indicar o vetor do momento de dipolo, caso exista. Isso é conteúdo de estrutura molecular usando a teoria VSEPR (que nos diz como ficam os pares de elétrons ao redor do átomo central) e de hibridização orbital (que explica como o carbono “mistura” seus orbitais para formar ligações). Além disso, pra achar o dipolo, a gente precisa entender polaridade de ligações químicas.
Passo 2
Primeiro vamos ver como posicionar os átomos ao redor do C usando a VSEPR. O carbono tem 4 elétrons de valência e faz 4 ligações: 3 com H e 1 com Cl. Isso dá 4 “regiões de carga” (todas ligações simples), sem pares isolados. Pela VSEPR, 4 regiões de carga ao redor de um átomo levam a uma geometria tetraédrica, pra minimizar a repulsão entre elas. Os ângulos ficam em torno de
.
Passo 3
Agora a hibridização. Quando um átomo central tem 4 ligações simples, ele costuma usar orbitais
.
– Em linguagem de sala: o carbono “pega” 1 orbital e 3 orbitais
e mistura tudo, formando 4 orbitais híbridos iguais, chamados de
.
Cada um desses orbitais aponta pra um vértice do tetraedro e forma uma ligação
com H ou Cl.
– Em linguagem de sala: o carbono “pega” 1 orbital
Cada um desses orbitais
Passo 4
Pra achar o momento de dipolo
, a gente olha pra polaridade de cada ligação:
- A ligação C–H é pouquíssimo polar, porque a eletronegatividade de C (2,55) e H (2,20) é bem parecida.
- A ligação C–Cl é polar, já que o Cl (3,16) “puxa” mais os elétrons que o C.
Então cada ligação C–H gera um dipolinho pequeno, mas eles meio que se cancelam entre si (por serem simétricos no tetraedro). O dipolinho C–Cl é maior e não tem outro igual pra anular. O vetor resultante do momento de dipolo total aponta na direção do carbono para o cloro.
Resposta
Geometria: tetraédrica (ângulos de
)
Hibridização do C:
Momento de dipolo: existe, com vetor apontando ao longo da ligação C–Cl, do átomo de C em direção ao átomo de Cl.
Hibridização do C:
Momento de dipolo: existe, com vetor