O momento de dipolo de uma ligação C-O é 2,70 D e o comprimento da ligação é 0,122 nm. 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 ( mu) é:
mu = q times d
Onde:
  • mu é o momento de dipolo
  • q são as cargas parciais nos átomos
  • d é o comprimento da ligação

Passo 3

Nosso objetivo é encontrar as cargas ( q) nos átomos. Vamos rearranjar a fórmula para resolver q:
q = mud
Antes de substituir os valores, precisamos garantir que as unidades estejam compatíveis. Sabemos que:
  • 1 Debye (D) = 3,336 times 10^-30 C·m
  • 1 nm = 1 times 10^-9 m

Passo 4

Vamos converter os valores para as unidades do SI:
mu = 2,70 , D = 2,70 times 3,336 times 10^-30 , C·m = 9,0216 times 10^-30 , C·m
d = 0,122 , nm = 0,122 times 10^-9 , m = 1,22 times 10^-10 , m

Passo 5

Agora, substituímos esses valores na fórmula para encontrar q:
q = 9,0216 times 10^-30 , C·m1,22 times 10^-10 , m approx 7,385 times 10^-20 , C

Passo 6

Para entender melhor, vamos converter essa carga para unidades mais intuitivas. Sabemos que a carga elementar é aproximadamente 1,602 times 10^-19 C. Então, a carga efetiva q é:
q approx 7,385 times 10^-20 , C1,602 times 10^-19 , C/e approx 0,46 , e
Isso significa que cada átomo tem uma carga parcial de aproximadamente pm 0,46,e.

Passo 7

Agora, para estimar o percentual de caráter iônico da ligação, vamos comparar a carga efetiva q com a carga total que representaria uma ligação completamente iônica (onde q = e):
% caráter iônico = ( qe ) times 100% = ( 0,461 ) times 100% = 46% áô

Resposta

As cargas efetivas nos átomos são aproximadamente +0,46,e no carbono e -0,46,e no oxigênio, e o caráter iônico da ligação C-O é de cerca de 46 %.

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