Determinação de polaridade por meio das nuvens eletrônicas


Todos nós, mesmo que nunca tenhamos estudado nenhum assunto referente a química, sabemos que imãs são objetos metalizados capaz de atrair ou repelir outros objetos. Isso é um fato que pode ser observado a olho nu. No entanto, o que a maioria de nós não sabe é qual o motivo que explica essa atração ou repulsão de imãs a objetos determinados. Felizmente, há a química, e o tópico que sabe explicar o(s) porquê(s) deste fenômeno é chamado de polaridade.

É importante frisar que quando falamos de polaridade devemos pensar na polaridade de moléculas e não de objetos, apesar dos objetos serem constituídos por moléculas. Mas, antes de tudo, é necessário entender o que é a polaridade para que depois avancemos para o tópico central deste texto, isto é, como determinar a polaridade por meio de nuvens eletrônicas.

polaridade por meio das nuvens eletrônicas

A polaridade

Para que possamos entender o que é a polaridade, é necessário fazermos uma viagem até a origem do conceito. Tudo se inicia quando Newton cria a Teoria da Gravitação Universal, segundo a qual a força gravitacional é uma força à distância. Mais tarde, Coulomb descobriu a lei que versa sobre a força entre cargas elétricas, e o denominador comum com a teoria de Newton é o fato de também ser uma força a distância.

Mais tarde, um físico chamado Faraday tornou pública uma teoria que adotava um novo modelo para explicar a força entre cargas elétricas. Segundo sua teoria, as cargas elétricas criam ao seu redor algo como um campo, imperceptível, e os fenômenos de repulsa ou atração dependem diretamente da natureza deste campo, levando em conta que cargas com sinais diferentes se atraem e cargas com sinais iguais se repelem. Você deve estar pensando que toda essa retomada histórica só contou algo que você já sabia. Você pode até estar certo, mas o estudo da polaridade é útil para uma série de tarefas cotidianas, como determinar se alguma substância será mistura (ou não) com outra ou se determinada substância é capaz de conduzir corrente elétrica.

Passemos, então, ao que realmente interessa: a determinação da polaridade através de nuvens eletrônicas.

Polaridade e nuvens eletrônicas 2

Em laboratório, é muito fácil determinar a polaridade de moléculas como, por exemplo, determinando seu comportamento quando posta em um campo elétrico. No entanto, nem nós (e acredito) que nem você tem um laboratório à disposição para realizar esta tarefa. E é justamente neste ponto que entra o conceito de nuvens eletrônicas.

Vamos utilizar a molécula de água, ou o H2O, como exemplo para facilitar o entendimento. Todo átomo, como o hidrogênio, apresenta elétrons. Para que determinada substância fique estável, é necessário que os elementos que a compõem realizem um compartilhamento de pares de elétrons. A tabela periódica já traz a quantidade de elétrons da camada de valência, que é o que nos interessa. É importante destacar que, em termos de polaridade, o compartilhamento de elétrons sempre gira em torno do elemento central da molécula. Assim, e depois de formados os pares de elétrons, a molécula de água terá a seguinte configuração:

´ `
´ O `
´ `
H´ `H

Portanto, considerando que o oxigênio é o elemento central, temos dois elementos que se ligam a ele. Os pares de elementos responsáveis pela ligação, ou seja, os elétrons são as chamadas nuvens eletrônicas. Observem que no caso da molécula de H2O, são duas nuvens, cada uma ligando um átomo de hidrogênio ao átomo de oxigênio. No entanto, acima do átomo de oxigênio, percebemos a existência de mais dois pares de elétrons. Esses pares, apesar de não estarem ligando nenhum outro átomo ao átomo central, também são considerados como nuvens eletrônicas já que, para usar uma metáfora apropriada, gravitam em torno do elemento. Logo, na molécula em questão temos quatro (4) nuvens eletrônicas.

Neste ponto você deve estar se perguntando: mas o que isso tem a ver com a polaridade? Calma, que chegamos lá.

Há uma regra que nos diz que:

– Se a quantidade de nuvens eletrônicas ao redor do átomo central for IGUAL à quantidade de átomos ligados ao átomo central, teremos uma molécula APOLAR;

-Se a quantidade de nuvens eletrônicas ao redor do átomo central for DIFERENTE da quantidade de átomos ligado ao elemento central, estamos tratando de uma molécula POLAR.

Portanto, e seguindo esta regra, temos que a molécula de água, H2O, é uma molécula POLAR, já que a quantidade de nuvens, quatro, é diferente da quantidade de átomos ligados ao átomo central, que somam dois.

Sempre tenha em mente que moléculas polares só se misturam com moléculas polares, e moléculas apolares só se misturam com moléculas também apolares. É por isso que, por exemplo, a água não me mistura com o óleo, já que a primeira é polar e a segunda é apolar.

Os exemplos são muitos, mas somente este já é capaz de nos dar uma noção de como as propriedades físicas das substâncias são importantes em nossa vida cotidiana.