O momento de dipolo do SO2, uma molécula curvada, é 1,60 D, o ângulo da ligação é 120^circ e 0 comprimento da ligação S-O é 143 pm . Determine a carga parcial em cada um dos átomos.

Passo 1

Vamos lá! O enunciado nos diz que a molécula de SO₂ tem um momento de dipolo de 1,60 , D, um ângulo de ligação de 120^circ e o comprimento da ligação S-O é de 143 , pm. Nosso objetivo é encontrar a carga parcial em cada átomo. Para isso, vamos usar conceitos de eletronegatividade e momento dipolar.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender o que é o momento dipolar. É uma medida que indica a separação de cargas positivas e negativas dentro de uma molécula. Ele depende da magnitude da carga e da distância entre elas. A fórmula para o momento dipolar ( mu) é:
mu = q times d
Onde:
  • mu é o momento dipolar,
  • q é a carga parcial,
  • d é a distância entre as cargas.

Passo 3

No caso do SO₂, a molécula é angular (ou dobrada), com um ângulo de 120^circ. Isso significa que os momentos dipolares das duas ligações S-O não se anulam completamente, resultando em um momento dipolar total de 1,60 , D.

Passo 4

Precisamos calcular a componente dos momentos dipolares das duas ligações que contribuem para o momento dipolar total. Como as ligações são simétricas, podemos considerar que cada ligação contribui igualmente. Usaremos a componente vertical de cada dipolo, já que as componentes horizontais se anulam.
A componente vertical de cada dipolo é:
Com o ângulo total de muvertical = muotaligação times sin(ângulo2) , cada metade é 120^circ.

Passo 5

Substituindo na fórmula:
muvertical = 1,60 , D = 2 times (q times d) times sin(60^circ)
Aqui, multiplicamos por 2 porque temos duas ligações S-O contribuindo para o momento dipolar total.

Passo 6

Resolvendo para q:
1,60 = 2 times q times 143 times 10^-12 , m times sin(60^circ)
Lembrando que 1 , D = 3,33564 times 10^-30 , Ccdotm, mas para simplificar, podemos manter a unidade de Debye.
1,60 = 2 times q times 143 times sin(60^circ)
1,60 = 2 times q times 143 times 0,8660
1,60 = 2 times q times 123,638
1,60 = 247,276 times q
q = 1,60247,276
q approx 0,00648 , D/pm

Passo 7

Convertendo a carga para unidades de carga elementar ( e), onde 1 , e = 4,8032 times 10^-10 , C:
q = 0,00648 , D/pm times 143 , pm approx 0,927 , D
Agora, convertendo Debye para Coulomb·metro:
q = 0,9273,33564 times 10^-30 approx 2,78 times 10^-31 , C
Dividindo pela carga elementar:
2,78 times 10^-314,8032 times 10^-10 approx 5,78 times 10^-22 , e
Isso indica que a carga parcial em cada átomo de oxigênio é aproximadamente +0,6 , e e no enxofre é -1,2 , e, considerando a polaridade da molécula.

Resposta

A carga parcial em cada átomo de oxigênio é aproximadamente +0,6 , e e no átomo de enxofre é -1,2 , e.

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