Slide - Aula 20 - Momento Dipolar e a Polaridade das Moléculas - Química Geral - 2023-1

Disciplina: Química Geral 2020 Universidade Federal de Minas Gerais Instituto de Ciências Exatas Departamento de Química Momento dipolar e a polaridade das moléculas Aula 20 Polaridade e cargas parciais ▪ Em uma ligação, elétrons podem ser compartilhados igualmente entre os átomos ou não. 2 Fonte: Adaptado de Brown et al., 2005. F2 HF Distribuição da densidade eletrônica nas moléculas de F2 e HF. Em moléculas diatômicas homonucleares, o compartilhamento de elétrons é sempre igual. Em moléculas diatômicas heteronucleares, o átomo mais eletronegativo tenderá a atrair mais para si os elétrons da ligação. cargas parciais Não polar Polar Momento dipolar elétrico 3 ▪ De que maneira podemos quantificar a polaridade de uma molécula? Momento dipolar elétrico (m) Unidade SI: C.m 1 Debye (D) = 3,336 x 10−30 C.m Fonte: Brown et al., 2016. Molécula NaCl* HF HCl HBr HI F2 Diferença de eletronegatividade 2,1 1,9 0,9 0,7 0,4 0 Momento dipolar (D) 9,0 1,91 1,08 0,80 0,42 0 *Valor de momento dipolar para pares de íons na fase gasosa. Tabela: Momento dipolar elétrico para algumas moléculas. Fonte: Atkins et. al., 2018. 𝜇 = 𝛿. 𝑟 comprimento de ligação cargas parciais Momento dipolar Momento dipolar elétrico ▪ Calculando as cargas parciais sobre os átomos de uma molécula. Exemplo 1: HF (Dados: m = 1,91 D; r = 0,917 Å) 4 𝜇 = 𝛿𝑟 → 1,91 𝐷 3,336 𝑥 10−30𝐶. 𝑚 1 𝐷 = 𝛿 0,917 𝑥 10−10𝑚 → 𝛿 = 6,95 𝑥 10−20𝐶 𝛿 = 6,95 𝑥 10−20𝐶 1𝑒− 1,60 𝑥 10−19𝐶 = 0,43 +0,43 −0,43 Exemplo 2: NaCl (Dados: m = 9,0 D; r = 2,38 Å) 𝛿 = 1,26 𝑥 10−19𝐶 1𝑒− 1,60 𝑥 10−19𝐶 = 0,79 NaCl +0,79 −0,79 Mesmo em um composto iônico, as cargas não são +1 e −1, logo há um caráter covalente na ligação. Vetor momento dipolar ▪ Representações do dipolo: 5 cargas parciais Seta aponta para a carga parcial negativa Convenção clássica ▪ Como prever a polaridade de moléculas poliatômicas? polar não polar (m = 0) Convenção moderna Seta aponta para a carga parcial positiva Fonte: Atkins et. al., 2018. Geometria e polaridade 6 Domínios eletrônicos Não polar Polar 2 3 4 Domínios eletrônicos Não polar Polar Fonte: Adaptado de Atkins et. al., 2018. Geometria e polaridade 7 Domínios eletrônicos Não polar Polar 5 6 Domínios eletrônicos Não polar Polar Fonte: Adaptado de Atkins et. al., 2018. Geometria e polaridade ▪ Polaridade de moléculas mais complexas Ex.: 1,2-dicloroeteno 8 Isômero cis Isômero trans Polar (m = 1,90) Não polar (m = 0) ▪ A polaridade da molécula de ozônio O3 Polar (m = 0,53) No O3 a densidade eletrônica sobre o átomo de oxigênio central é diferente da densidade dos oxigênios das extremidades. Fonte: Atkins et. al., 2018. Resumindo... 9 ▪ Vimos nessa aula: ➢ O compartilhamento desigual dos elétrons na ligação resulta em cargas parciais sobre os átomos; ➢ O vetor momento dipolar da ligação aponta para a carga parcial positiva; ➢ O momento dipolar elétrico (m) quantifica a polaridade das moléculas; ➢ A geometria da molécula determina se os vetores momento dipolar das ligações se anulam ou não, determinando a polaridade da mesma. Referências bibliográficas 10 ▪ BROWN , T. L. et al. Química. A Ciência Central. 13. ed. São Paulo: Pearson, 2016. 1216 p. ▪ ATKINS, P.; JONES, L.; LAVERMAN, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. 1094 p. ▪ BROWN , T. L.; LEMAY, H. E.; BURSTEN, B. E. Química. A Ciência Central. 9. ed. São Paulo: Pearson, 2005. 992 p.