A molécula de CsCl tem um distância internuclear de equiçlíbrio de 360 pm . Assumindo que existe uma completa transferência de carga, determine:
(i) seu momento de dipolo elétrico (em D, debye);
(ii) a contribuição coulombiana para a energia de ligação.

Passo 1

Então, a gente tem a molécula de CsCl com uma distância internuclear de equilíbrio de 360 pm. A pergunta quer que a gente encontre dois pontos: (i) o momento de dipolo elétrico em Debye (D) e (ii) a contribuição coulombiana para a energia de ligação. Para isso, vamos usar conceitos de dipolo elétrico e energia coulombiana, além de fazer umas conversões de unidades.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o momento de dipolo elétrico (μ). A fórmula básica para isso é:
mu = Q times d
Onde:
  • $ Q $ é a carga transferida. Como a transferência é completa, usamos a carga do elétron, $ Q = e = 1,602 \times 10^{-19} $ C.
  • $ d $ é a distância entre os núcleos, que é 360 pm. Convertendo para metros: $ 360 $ pm = $ 360 \times 10^{-12} $ m.
Agora, como queremos o momento dipolar em Debye (D), lembramos que:
Q
Então, calculamos:
Q = e = 1,602 times 10^-19

Passo 3

Agora, vamos encontrar a contribuição coulombiana para a energia de ligação. A fórmula para a energia coulombiana é:
E = 14pivarepsilon0 times Q1 Q2r
Onde:
  • $ \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \approx 8,988 \times 10^9 , N·m2/\text{C}2 $
  • $ Q_1 = +e $ e $ Q_2 = -e $, então $ Q_1 Q_2 = -e^2 $
  • $ r = 360 $ pm = $ 360 \times 10^{-12} $ m
Substituindo os valores:
14pivarepsilon0 approx 8,988 times 10^9 , N·m^2/C^2
Convertendo para elétronvolt (1 eV = $ 1,602 \times 10^{-19} $ J):
Q1 = +e

Resposta

(i) O momento dipolar elétrico é aproximadamente 172 D;
(ii) A contribuição coulombiana para a energia de ligação é cerca de -4 eV.

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