A distância inter-nuclear na molécula HBr é de 1,413 Å e o momento de dipolo elétrico medido é de 0,78 Debye. Determine:
a) O pólo positivo e o polo negativo da molécula.
b) A localização do centro de carga positiva da molécula.
c) A localização do centro de carga negativa da molécula.
d) O caráter iônico da ligação covalente H-Br.
Passo 1
a) Onde estão os pólos positivo e negativos da molécula?
Vamos ver a eletronegatividade do e do :
Como o bromo é mais eletronegativo que o hidrogênio, a nuvem eletrônica (negativa) vai ser mais puxada na direção do , fazendo com que o polo positivo da molécula fique no .
O polo negativo, então, vai ser o , né? Onde a nuvem eletrônica vai estar mais concentrada.
E a representação do dipolo é dada por:
Passo 2
b) Para o estudo do centro de carga positiva a gente vai estudar apenas as cargas positivas presentes na molécula: as cargas nucleares.
Olha só, a carga nuclear () do hidrogênio é 1 e a do é 35.
Achar o centro de carga positiva é achar em que ponto da ligação a gente consegue separar 50% da carga positiva para cada lado:
Como a carga nuclear total é 36 e:
A gente diz que o centro da carga positiva está a 97,22% de distância do H. Ou seja, se a ligação tivessem 100 cm de distância, o centro da carga positiva seria no ponto 97,22 cm, contando a partir do H.
Como a ligação tem 1,413 Å de distância:
O centro da carga positiva está 1,374 Å distante do H.
Passo 3
c) Para calcular o centro positivo foi OK porque a gente sabe exatamente onde a carga positiva está. O mesmo não acontece com a carga negativa (os elétrons).
Caso a ligação fosse completamente covalente, o hidrogênio estaria compartilhando seu único elétron (e ficando com zero elétrons “nele”) e o estaria compartilhando 1 elétron (e ficando com 34 elétrons nele.
A nossa representação seria assim:
Com aquele (dos dois elétrons compartilhados), bem no meio da ligação.
Mas essa nuvem de elétrons (-2) está sendo puxada em direção ao , que é mais eletronegativo.
Para saber onde fica o centro da carga positiva, então, a gente vai precisar da seguinte fórmula:
Onde é o valor do dipolo da molécula, que foi dado no enunciado como (sendo ), é a carga nuclear total da molécula (36), é a carga do elétron, dada por e é a distância entre o centro de carga positiva e o centro de carga negativa.
Como sabemos a posição do centro de carga positiva, sabendo , podemos descobrir a posição do centro de carga negativa!
Passo 4
Vamos calcular então:
Como a gente determinou que o centro da carga positiva estava a 1,374 Å do hidrogênio, o centro de carga negativa estará a:
1,378 Å de distância do hidrogênio.
Passo 5
d) Pra determinar o caráter iônico da ligação , a gente compara o momento dipolar real da molécula, com aquele que ela teria caso fosse puramente iônica.
Se ela fosse completamente iônica, o centro da carga positiva estaria exatamente no e o centro da carga negativa estaria exatamente no . Logo, a distância entre os centros seria a distância entre os átomos:
E o utilizado é pois estamos considerando que apenas 1 elétron foi deslocado do hidrogênio para o .
Assim, para o momento dipolo:
E o caráter iônico da ligação é dado por:
Logo, a ligação entre e no tem caráter 11,5% iônico.
Resposta
a) Polo positivo: H; pólo negativo: Br.
b) Centro da carga positiva: 1,374 Å do H
c) Centro da carga negativa: 1,378 Å do H
d) 11,5 %