O momento de dipolo de uma ligação C-O é 2,70 D e o comprimento da ligação é
. Calcule as cargas efetivas nos dois átomos e estime o percentual de caráter iônico da ligação.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício sobre o momento de dipolo de uma ligação entre Carbono © e Oxigênio (O). O enunciado diz que o momento de dipolo é 2,70 D (Debye) e o comprimento da ligação é 0,122 nm. Nosso objetivo é descobrir quais são as cargas efetivas nos dois átomos e também determinar o quanto dessa ligação é de caráter iônico. Para isso, vamos usar conceitos de dipolo elétrico e eletronegatividade.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é momento de dipolo. Ele é uma medida de quão polarizada está uma ligação química, ou seja, quanto os elétrons estão deslocados entre os dois átomos. A fórmula para calcular o momento de dipolo (
) é:
Onde:
-
é o momento de dipolo -
são as cargas parciais nos átomos -
é o comprimento da ligação
Passo 3
Nosso objetivo é encontrar as cargas (
) nos átomos. Vamos rearranjar a fórmula para resolver
:
Antes de substituir os valores, precisamos garantir que as unidades estejam compatíveis. Sabemos que:
- 1 Debye (D) =
C·m - 1 nm =
m
Passo 4
Vamos converter os valores para as unidades do SI:
Passo 5
Agora, substituímos esses valores na fórmula para encontrar
:
Passo 6
Para entender melhor, vamos converter essa carga para unidades mais intuitivas. Sabemos que a carga elementar é aproximadamente
C. Então, a carga efetiva
é:
Isso significa que cada átomo tem uma carga parcial de aproximadamente
.
Passo 7
Agora, para estimar o percentual de caráter iônico da ligação, vamos comparar a carga efetiva
com a carga total que representaria uma ligação completamente iônica (onde
):
Resposta
As cargas efetivas nos átomos são aproximadamente
no carbono e
no oxigênio, e o caráter iônico da ligação C-O é de cerca de 46 %.