Melhor resposta
Opa. Meu cérebro acabou de inserir dois átomos de carbono, porque um dos isômeros C2H2Cl2 é realmente não polar, enquanto os outros são polares.
Mas você disse CH2Cl2, com apenas um carbono. Tal como a molécula é polar. Período. Ele tem um momento de dipolo líquido de 1,6D (em comparação, a água tem um momento de dipolo líquido de 1,85, e todos nós sabemos que a água é polar.) Não existe um arranjo de átomos que seja apolar.
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Existem três isômeros de C2H2Cl2….
H …… …. Cl… \ …… … /…. C = C ………… polar… / ……… \ H ……… Cl
H …… …. H… \ …… … /… .C = C ……… … Polar… / ……… \ Cl ……… Cl
H …… …. Cl… \ …… … /… .C = C ………… não polar… / …… … \ Cl ……… H
Nos primeiros dois, a soma do vetor dos dipolos da ligação individual é diferente de zero, portanto, as moléculas têm um momento de dipolo líquido e são polares. No terceiro, a soma vetorial dos momentos dipolares individuais é zero e a molécula é apolar.
Resposta
Primeiro, teve que ser determinado que o carbono tinha uma valência de 4 , e portanto seria o átomo central rodeado por átomos de hidrogênio e cloro unidos por uma única ligação. Este fato caiu fora das observações dos elementos como tendo i (formando compostos) propriedades que eram periódicas em relação ao seu número atômico, daí a tabela periódica dos elementos e a regra do octeto.
Com isso estabelecido , houve outras observações estabelecendo que o carbono era basicamente simétrico em relação às direções de suas ligações e que, portanto, os ângulos entre essas ligações seriam próximos dos mesmos. (Para um composto como CH2Cl2, por causa dos tamanhos relativos dos átomos de cloro e hidrogênio, os ângulos seriam um pouco diferentes, mas essas diferenças são consideradas acomodadas pelos modelos.)
Restavam 2 possibilidades: um arranjo plano ou tetraédrico em torno de um átomo de carbono. Se fosse planar, então haveria isômeros de CH2Cl2 em que os átomos de cloro seriam cis ou trans entre si. No entanto, CH2Cl2 sempre cristaliza como uma única substância, portanto, não há isômeros e a única possibilidade que resta é tetraédrica.