A separação de equilíbrio dos átomos numa molécula de HF é
e o momento de dipolo elétrico medido da molécula é
. Qual o percentual da ligação de HF é iônica?
Passo 1
O enunciado dá a distância de separação entre os átomos na molécula de HF e o momento de dipolo medido, e pede o percentual da ligação que é iônica. Informações relevantes:
- Distância entre os átomos:
. - Momento de dipolo experimental medido:
. - Queremos o percentual de caráter iônico da ligação HF (ou seja, quanto a carga efetiva corresponde à carga elementar
).
Passo 2
Conceito básico: o momento de dipolo elétrico para duas cargas opostas
separadas por uma distância
é dado por
Aqui
é o momento de dipolo (unidade
),
é a carga (em coulombs) e
é a separação entre cargas (em metros). Se a ligação fosse totalmente iônica, teríamos
, a carga elementar.
Passo 3
Converter a distância dada para metros (unidade do SI):
Passo 4
Valor da carga elementar (constante conhecida):
Se a ligação fosse 100% iônica, o momento de dipolo esperado seria
Passo 5
Calcular
. Primeiro multiplicamos as mantissas e depois aplicamos a potência de 10:
Como temos
vezes
, o expoente total é
. Portanto
Para arredondar de forma prática, podemos usar
Passo 6
Definição do percentual iônico: é a razão entre o momento de dipolo observado e o momento que teríamos se a ligação fosse totalmente iônica, multiplicada por 100%:
Substituindo
e
, temos
Passo 7
Multiplicando por
para obter o valor em percentagem:
Arredondando de forma adequada (duas casas significativas referente aos dados), podemos apresentar
.