Momento Dipolar

Da WikiCiências
Share/Save/Bookmark
Ir para: navegação, pesquisa

Referência : Spencer Lima, L. (2011), WikiCiências, 2(01):0251
Autor: Luis Spencer Lima
Editor: Jorge Gonçalves



Um dipolo eléctrico é o conjunto de duas cargas de igual módulo mas sinal oposto, separadas por uma determinada distância. As moléculas podem constituir dipolos se existir separação de cargas eléctricas devido à distribuição não uniforme dos electrões em torno dos átomos, provocada pelas diferenças de electronegatividade entre estes. O momento de um dipolo, ou momento dipolar é uma grandeza vectorial (\vec{\mu}) cuja magnitude (\mu) é igual ao produto da carga eléctrica pela distância que separa as cargas, tem a direcção do segmento de recta que une os centros das cargas e o sentido da carga negativa para a positiva. A convenção oposta é utilizada por alguns autores, mas a IUPAC desaconselha-a. O momento dipolar é normalmente expresso em unidades Debye (D) que, embora não seja a unidade SI (que é o C\cdotm, Coulomb\cdotmetro, 1 C\cdotm = 2,997 924 58 D), é a mais usada à escala molecular.


As ligações químicas polares apresentam um momento dipolar associado. O momento dipolar de uma ligação química entre dois átomos depende da sua diferença de electronegatividades e do comprimento da ligação. Quanto maior for essa diferença e o comprimento de ligação, maior é o momento dipolar dessa mesma ligação. Numa ligação química, ao átomo mais electronegativo é atribuída uma maior densidade electrónica (\delta^-) e ao outro átomo é atribuída menor densidade (\delta^+). O momento dipolar da ligação é \vec{\mu} = \delta \cdot \vec x em que \vec x é o vector de magnitude igual ao comprimento da ligação e sentido da carga negativa para a carga positiva.


Numa molécula, o momento dipolar \vec{\mu} é igual à soma dos momentos dipolares de todas as ligações químicas entre os átomos que a constituem e depende da sua geometria. Se todas as ligações químicas forem apolares, então a molécula resultante é apolar (\vec{\mu} é nulo). Se a molécula contém ligações polares, então ela pode ser polar ou apolar. Uma molécula que contém ligações polares é apolar quando a sua geometria é tal que a resultante dos momentos dipolares de todas as ligações é nula.


Considerem-se as moléculas O2, HCl, KBr, CO2 e H2O. Quando uma molécula é constituída por dois átomos do mesmo elemento, não há separação de carga, logo o momento dipolar é nulo. É o que se passa com a molécula de oxigénio, O2. Já na molécula de HCl (cloreto de hidrogénio), o átomo de cloro é mais electronegativo que o átomo de hidrogénio (\Delta\chi = 0,96), o que resulta numa ligação polar H^{\delta^+} \leftarrow Cl^{\delta^-}, com momento dipolar de 1,05 D.[1] Na molécula de KBr (brometo de potássio), a diferença de electronegatividade entre os átomos é bastante considerável (\Delta\chi = 2,14), o que resulta num momento dipolar maior, \mu = 10,41 D.[2] Na molécula de CO2, a diferença de electronegatividade entre os átomos de oxigénio e carbono é \Delta\chi = 0,89 o que faz com que cada ligação C=O seja polar, com O^{\delta^-} e C^{\delta^+}. No entanto como a molécula é linear, os vectores de ambas as ligações C=O anulam-se, resultando na molécula de CO2 apolar (\mu = 0 D). Por fim, na molécula de H2O, a diferença de electronegatividade entre os átomos é \Delta\chi = 1,24, o que faz com que cada ligação H–O seja polar, com O^{\delta^-} e H^{\delta^+}. Ao contrário da molécula de CO2, a molécula de H2O não é linear mas sim angular, o que faz com que a soma dos vectores \vec{\mu} de cada ligação H–O não seja nula, mas antes resulte num momento dipolar com uma magnitude \mu = 1,85 D [3] (molécula polar).


Referências

1. Hydrogen chloride, consultado no dia 08/01/2010.

2. Potassium bromide, consultado no dia 08/01/2010.

3. Properties of waterconsultado no dia 08/01/2010.



Criada em 03 de Março de 2010
Revista em 17 de Janeiro de 2011
Aceite pelo editor em 22 de Janeiro de 2011