O momento de dipolo do SO2, uma molécula curvada, é
, o ângulo da ligação é
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
, um ângulo de ligação de
e o comprimento da ligação S-O é de
. 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 (
) é:
Onde:
-
é o momento dipolar, -
é a carga parcial, -
é a distância entre as cargas.
Passo 3
No caso do SO₂, a molécula é angular (ou dobrada), com um ângulo de
. Isso significa que os momentos dipolares das duas ligações S-O não se anulam completamente, resultando em um momento dipolar total de
.
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
, cada metade é
.
Passo 5
Substituindo na fórmula:
Aqui, multiplicamos por 2 porque temos duas ligações S-O contribuindo para o momento dipolar total.
Passo 6
Resolvendo para
:
Lembrando que
, mas para simplificar, podemos manter a unidade de Debye.
Passo 7
Convertendo a carga para unidades de carga elementar (
), onde
:
Agora, convertendo Debye para Coulomb·metro:
Dividindo pela carga elementar:
Isso indica que a carga parcial em cada átomo de oxigênio é aproximadamente
e no enxofre é
, considerando a polaridade da molécula.
Resposta
A carga parcial em cada átomo de oxigênio é aproximadamente
e no átomo de enxofre é
.