Apresente motivos que explicam por que
é um gás e o
é um sólido.
Passo 1
Resumo da questão: precisamos explicar por que o
é um gás à temperatura ambiente e o
é um sólido.
Conteúdo: estados físicos da matéria, tipos de ligações químicas (covalentes simples versus rede covalente) e forças intermoleculares.
O que vamos usar:
Conteúdo: estados físicos da matéria, tipos de ligações químicas (covalentes simples versus rede covalente) e forças intermoleculares.
O que vamos usar:
- Estrutura molecular de cada substância
- Polaridade e forças de atração entre moléculas
- Conceito de rede covalente 3D
Passo 2
Antes de tudo, lembraremos o que faz uma substância ser gás ou sólido:
- Gás: as partículas (moléculas ou átomos) têm poucas atrações entre si e se movem livremente, ocupando todo o volume disponível.
- Sólido: as partículas estão presas em posições fixas por forças fortes, formando uma estrutura rígida e com forma própria.
Para entender as forças entre partículas, precisamos distinguir dois cenários:
- Moléculas discretas (ex.:
) unidas por forças intermoleculares (dispersionais, dipolo, ligações de hidrogênio etc.). - Rede covalente 3D (ex.:
) em que cada átomo está ligado fortemente a vários vizinhos por ligações covalentes contínuas.
Passo 3
Analisando o
:
- Estrutura: molécula linear, fórmula
. - Polaridade: por ser simétrica, o momento de dipolo resultante é zero → molécula apolar.
- Forças intermoleculares: apenas forças de London (forças de dispersão), que são fracas.
- Consequência: ponto de sublimação baixo (cerca de
), moléculas escapam facilmente umas das outras e ficam no estado gasoso à temperatura ambiente.
Passo 4
Analisando o
:
- Estrutura: não existe “molécula”
isolada; forma-se uma rede covalente tridimensional (ex.: sílica, quartzo). - Ligações: cada átomo de silício faz quatro ligações covalentes fortes com oxigênios vizinhos, e cada oxigênio se liga a dois silícios, criando uma malha 3D.
- Forças internas: laços covalentes são muito mais fortes que forças de London ou dipolo.
- Consequência: altíssimo ponto de fusão (acima de
), estrutura rígida, logo é sólido à temperatura ambiente.
Passo 5
Comparando:
-
: moléculas/apolares + interações fracas → gás. -
: rede covalente 3D + ligações fortes → sólido.
Resposta
-
forma moléculas lineares apolares, unidas só por fracas forças de dispersão (London), resultando em baixo ponto de sublimação e estado gasoso. -
forma uma rede covalente tridimensional, com ligações fortes entre Si e O, o que exige muita energia para romper e mantém o sólido estável.