PUC-SP Verão 2018
Quando necessário, adote os valores da tabela:
módulo da aceleração da gravidade: 10 m.s-2
calor latente de vaporização da água: 540 cal.g-1
calor específico da água: 1,0 cal.g-1. ºC-1
densidade da água: 1 g.cm-3
calor específico do cobre: 0,094 cal.g-1. ºC-1
calor latente de fusão do cobre: 49 cal.g-1
temperatura de fusão do cobre: 1083oC
1cal = 4,0 J
π = 3
sen30o = 0,5
cos30o= 0,8
As moléculas podem ser classificadas em polares e apolares. A polaridade de uma molécula pode ser determinada pela soma dos vetores de cada uma das ligações. Se a soma for igual a zero, a molécula é considerada apolar e, se a soma for diferente de zero a molécula é considerada polar. Para determinar essa soma, são importantes dois fatores: a eletronegatividade dos átomos presentes nas moléculas e a geometria da molécula. A figura abaixo representa quatro moléculas em que átomos diferentes estão representados com cores diferentes.
Assinale a alternativa que apresenta a associação CORRETA entre o número, a possível molécula, a geometria molecular e a polaridade, respectivamente.
I – CO2 – linear – polar.
II – H2O – angular – apolar.
III – NH3 – trigonal plana – apolar.
IV – CH4 – tetraédrica – apolar.
Resolução
Para determinar a polaridade de uma molécula precisamos combinar dois critérios:
- Polos de ligação: quanto maior a diferença de eletronegatividade entre os átomos ligados, maior o vetor momento dipolar (\( \vec \mu \)).
- Geometria molecular (VSEPR): a soma vetorial de todos os \( \vec \mu \) pode se anular (molécula apolar) ou resultar em um momento dipolar resultante diferente de zero (molécula polar).
Observemos cada desenho da figura e associemos a uma molécula familiar:
- I: dois átomos periféricos iguais, alinhados ao átomo central → geometria linear. Exemplo típico: CO2.
- II: dois átomos periféricos + pares de elétrons livres no átomo central → geometria angular. Exemplo típico: H2O.
- III: três átomos periféricos + par de elétrons livre no átomo central → geometria trigonal piramidal. Exemplo típico: NH3.
- IV: quatro átomos periféricos idênticos em torno do átomo central sem pares isolados → geometria tetraédrica. Exemplo típico: CH4.
Agora analisemos a polaridade nessas geometrias:
- CO2: os dois vetores \( \vec \mu \) de C=O são iguais e opostos; somam-se a zero → apolar.
- H2O: os vetores \( \vec \mu \) não se anulam no formato angular → polar.
- NH3: formato piramidal faz com que os três vetores se somem a um resultado distinto de zero → polar.
- CH4: quatro vetores iguais distribuídos em um tetraedro regular; a soma vetorial é nula → apolar.
Comparando com as alternativas, apenas a alternativa D associa corretamente:
IV – CH4 – tetraédrica – apolar.
Resposta: Alternativa D.
Dicas
Erros Comuns
Conceitos-chave
- Momento dipolar (\( \mu \)) de ligação: surge pela diferença de eletronegatividade; representa-se por um vetor que aponta do polo positivo (menos eletronegativo) para o polo negativo (mais eletronegativo).
- Soma vetorial: para decidir se a molécula é polar, somam-se todos os vetores \( \vec \mu \). Resultado zero → molécula apolar; diferente de zero → polar.
- Teoria VSEPR: pares de elétrons (ligantes ou isolados) repelem-se, definindo a geometria que minimiza a repulsão. Assim, distinguem-se formas lineares, angulares, tetraédricas, trigonal piramidais, etc.
- Simetria: geometrias altamente simétricas (linear, trigonal plana regular, tetraédrica regular, octaédrica) tendem a anular momentos dipolares se os átomos periféricos forem idênticos.
