Química - Semana 147

Escrito por: Henrique Fonseca.

Duas partículas de cargas elétricas $q$ e $-q$ que distam $r$ formam um dipolo elétrico. Podemos associar a qualquer sistema desse tipo um momento de dipolo elétrico, definido como
\begin{equation*}
\vec{\mu} := q \vec{r} \,,
\end{equation*}
em que $\vec{r}$ tem sentido de $-q$ para $q$.

Essa quantidade é útil para descrever como moléculas, em química, interagem eletricamente. Em geral, uma molécula não é um dipolo, mas pode ser aproximada como um multipolo elétrico.

Como primeira aproximação, podemos considerar que o momento de dipolo resultante, em uma molécula, é a soma dos momentos de dipolo entre cada par de átomos quimicamente ligados, que são calculados usando "cargas parciais". Em cada um desses pares, os elétrons tendem a ficar "mais próximos" do átomo mais eletronegativo, que fica com uma carga parcial negativa ($\delta^-$), enquanto o átomo menos eletronegativo fica com carga parcial positiva ($\delta^+$).

INICIANTE

Se uma molécula tem momento de dipolo elétrico permanentemente maior que zero, então ela é dita polar. Moléculas não polares são chamadas apolares. Nesse sentido, classifique as seguintes moléculas quanto a suas polaridades:

a) $\text{H}_{\text{2}}$.

b) $\text{H}_{\text{2}}\text{O}$.

c) $\text{C}\text{O}_{\text{2}}$.

d) $\text{C}\text{H}_{\text{4}}$.

INTERMEDIÁRIO

Quando há várias moléculas polares próximas umas das outras, elas interagem eletricamente. Mas moléculas apolares também interagem. Uma molécula apolar pode apresentar um dipolo temporário espontaneamente, por conta de flutuações quânticas, de modo a formar cargas parciais que induzem um dipolo temporário em outra molécula vizinha.

Com base nisso e em seus conhecimentos prévios, explique a relação entre as interações intermoleculares e as temperaturas de fusão e ebulição das substâncias.

AVANÇADO

Seja a molécula $\text{Br}\text{F}_{\text{5}}$.

Estime, em Coulomb, o módulo $\delta$ das cargas parciais envolvidas na ligação entre o átomo de bromo e o átomo de flúor $\text{F}(2)$.

Para isso, considere os seguintes dados experimentais sobre o pentafluoreto de bromo:

• Distância de $\text{Br}(1)$ a $\text{F}(2)$: $1,6890$ Å ($1$ Å $= 1,0 \times 10^{-10} \text{m}$).
• Momento de dipolo elétrico resultante: $1,510 \, \text{D}$ ($1 \, \text{D} = 3,336 \times 10^{-30} \text{C} \, \text{m}$).