Completa a tabela
Composto
Tipo de sólido
Tipo de ligação
Forças Intermoleculares
Propriedades Físicas
Grafite
Ca
Ácido benzoico (
)
Si dopado com P
| Composto | Tipo de sólido | Tipo de ligação | Forças Intermoleculares | Propriedades Físicas |
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| Grafite | ||||
| Ca | ||||
| Ácido benzoico (
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| Si dopado com P | ||||
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Passo 1
O que o enunciado pede: completar a tabela com quatro informações para cada composto:
- Tipo de sólido;
- Tipo de ligação (o que mantém as unidades unidas);
- Forças intermoleculares (ou inter-estruturais, o que explica propriedades macroscópicas);
- Propriedades físicas relevantes (ponto de fusão/solubilidade/condutividade/dureza/estado, comportamento com água, etc.).
Compostos dados (vou usar exatamente as fórmulas do enunciado):
Grafite (carbono, forma alotrópica)
Ca (cálcio metálico)
Ácido benzoico
Si dopado com P (silício com dopante fósforo)
(gelo)
Grafite (carbono, forma alotrópica)
Ca (cálcio metálico)
Ácido benzoico
Si dopado com P (silício com dopante fósforo)
Passo 2
Antes de começar a preencher: conceitos-chave (explicação didática, sem pular etapas).
- “Tipo de sólido” é a classificação macroscópica: sólidos iónicos (sais), metálicos, covalentes em rede, moleculares (ou moleculares cristalinos), e sólidos de tipo van der Waals. Cada um tem características típicas.
- “Tipo de ligação” refere-se às ligações que unem átomos ou íons: ligação iônica (transferência de elétrons e atração eletrostática entre cátions e ânions), ligação covalente (compartilhamento de elétrons), e ligação metálica (átomos positivos imersos em um “mar” de elétrons delocalizados).
- “Forças intermoleculares” (ou inter-rede): para sólidos moleculares são forças como ligações de hidrogênio (fortes entre moléculas), dipolo–dipolo, e forças de London (dispersão). Em sólidos iônicos são forças eletrostáticas fortes entre íons; em redes covalentes são as próprias ligações covalentes dirigindo propriedades; em metais, as forças metálicas (ligação metálica) controlam condutividade e maleabilidade.
- Propriedades típicas por tipo (resumo prático):
- Sólidos iônicos: ponto de fusão alto, duros e quebradiços, conduzem eletricidade quando fundidos ou em solução, solúveis em água tipicamente (varia).
- Sólidos metálicos: condutividade elétrica/ térmica alta, maleáveis/ducteis, brilho metálico.
- Redes covalentes (ex.: diamante, grafite em plano): ponto de fusão muito alto, muito duros (ou anisotrópicos no caso da grafite), geralmente não conduzem (exceto grafite e alguns semicondutores).
- Sólidos moleculares: pontos de fusão baixos a moderados (dependendo da força de H-bond), geralmente insolúveis em água se apolares, maus condutores elétricos.
- Dica prática para identificar: elementos metálicos + não-metálicos → tendem a formar compostos iônicos; moléculas orgânicas com grupos
ou → fortes H‑bonds; elemento puro formado só por não-metais com ligação covalente extensa → rede covalente (ex.: grafite, Si).
Passo 3
Como vou decidir para cada composto: observo constituintes (metal vs não-metal), existência de íons conhecidos (ex.:
), estrutura típica (grafite é estrutura em camadas), presença de grupo funcional que faz H‑bond (
), e se há dopagem eletrônica (Si dopado com P → semicondutor tipo n). Agora aplico isso composto por composto, explicando passo a passo.
Passo 4
Análise:
- Composição:
(metal alcalino) e (ânion poliatômico). Metal + ânion → rede iônica. - Tipo de ligação: ligação iônica entre
e . Dentro do ânion há ligações covalentes S–O com ressonância — mas a ligação que mantém o sólido é iônica. - Forças intermoleculares/inter-estruturais: fortes interações eletrostáticas íon–íon (energia de rede iônica elevada).
- Propriedades físicas: ponto de fusão alto (sólido cristalino), solúvel em água (solubilidade apreciável), não conduz eletricidade no estado sólido (íons fixos), conduz quando fundido ou em solução aquosa (íons livres), duro e quebradiço típica de sais cristalinos.
(Resumo compacto será colocado na resposta final.)
Passo 5
Análise:
- Natureza: forma alotrópica do carbono com átomos ligados por ligações covalentes em planos hexagonais; planos empilhados mantidos por forças fracas.
- Tipo de sólido: rede covalente em camadas (covalente intracamada / fraca intercamada).
- Tipo de ligação: covalente
sp dentro dos planos; entre planos, ligações fracas do tipo forças de London (van der Waals). Existe delocalização eletrônica ( -eletrons) ao longo dos planos. - Forças intermoleculares: fortes ligações covalentes dentro das camadas; fracas forças de dispersão (van der Waals) entre camadas.
- Propriedades físicas: bom condutor elétrico ao longo dos planos (devido a elétrons
deslocalizados), macio/slippery (camadas deslizam), alto ponto de sublimação/modalmente muito elevado (devido às ligações intracamada fortes), insolúvel em água, forma um sólido negro / brilhante nos planos, anisotrópico (propriedades diferentes na direção paralela/normal aos planos).
Passo 6
Análise:
- Natureza: elemento metálico (metal alcalino-terroso).
- Tipo de sólido: sólido metálico.
- Tipo de ligação: ligação metálica — cátions
no retículo imersos num “mar” de elétrons deslocalizados. - Forças intermoleculares/inter-estruturais: atração eletrostática entre os núcleos positivos (íonizados) e o mar de elétrons (ligação metálica).
- Propriedades físicas: bom condutor elétrico e térmico, maleável e dúctil (característica metálica), brilho metálico, sólido à temperatura ambiente, reage com água (lenta) formando
e — isso indica reatividade; ponto de fusão relativamente alto para um metal leve, mas menor que muitos metais de transição.
Passo 7
Análise:
- Composição: molécula orgânica com grupo funcional carboxílico
. - Tipo de sólido: sólido molecular cristalino (moléculas neutras organizadas em rede molecular).
- Tipo de ligação: ligações covalentes intramoleculares (na própria molécula
, , , ); entre moléculas, ligações intermoleculares do tipo hidrogênio entre os grupos (formação frequente de dímeros por ponte de H). - Forças intermoleculares: fortes ligações de hidrogênio (entre
de um e o oxigênio carbonílico de outro), além de dipolo–dipolo e forças de dispersão. - Propriedades físicas: sólido cristalino (ponto de fusão moderadamente alto para um composto molecular, cerca de
— consequência de H‑bond); pouca condutividade elétrica (não conduz); solubilidade baixa em água fria, aumenta em água quente e é solúvel em solventes orgânicos; forma cristais, relativamente quebradiço.
Passo 8
Análise:
- Composição:
(metal) e (ânion haleto) → composto iônico clássico (fluorita). - Tipo de sólido: sólido iônico cristalino (estrutura tipo fluorita).
- Tipo de ligação: ligação iônica entre
e . - Forças intermoleculares/inter-estruturais: fortes forças eletrostáticas íon–íon (forte energia de rede).
- Propriedades físicas: ponto de fusão alto, sólido duro e quebradiço; condutividade elétrica nula no estado sólido (íons fixos), conduz quando fundido; solubilidade em água muito baixa (praticamente insolúvel / pouco solúvel), transparente quando cristalino (usado em óptica), alta rigidez.
Passo 9
Análise:
- Natureza: silício é um semicondutor por ser uma rede covalente com estrutura de rede (tipo diamante) e banda proibida; dopagem com fósforo § fornece elétrons adicionais (doadores) → semicondutor tipo n.
- Tipo de sólido: rede covalente (sólido covalente) / cristal semicondutor.
- Tipo de ligação: ligações covalentes
na rede; fósforo substitui um átomo de Si e fornece um elétron extra que fica relativamente livre para condução. - Forças intermoleculares/inter-estruturais: fortes ligações covalentes que definem a rede; efeitos eletrônicos (bandas) controlam condutividade.
- Propriedades físicas: condutividade elétrica moderada que aumenta com temperatura; com dopagem de P (n-type) a condutividade aumenta em relação ao Si intrínseco; não metálico (não maleável), duro e quebradiço; ponto de fusão alto (próprio de redes covalentes).
Passo 10
Análise:
- Composição: moléculas neutras
. - Tipo de sólido: sólido molecular cristalino (rede de moléculas unidas por H‑bonds) — gelo apresenta estrutura cristalina hexagonal típica (gelo Ih) em condições normais.
- Tipo de ligação: ligações covalentes intramoleculares
na molécula; entre moléculas, forte ligação de hidrogênio . - Forças intermoleculares: extensa rede de ligações de hidrogênio (principal responsável pelas propriedades do gelo).
- Propriedades físicas: ponto de fusão
(à pressão atmosférica), gelo menos denso que a água líquida (por isso flutua) devido à estrutura aberta formada pelos H‑bonds; isolante elétrico (água pura sólida é pobre condutora); quebradiço; transparente/branco dependendo de impurezas/bolhas.
Passo 11
Resumo do raciocínio utilizado para cada linha (breve): identificar se há íons (iônico), se é elemento metálico (metálico), se é molécula orgânica com H-bond (
ou
→ molecular com H‑bond), se é rede covalente (átomos do mesmo tipo formando rede extensa como grafite e Si) e, no caso de dopagem, relacionar com semicondutividade. Isso é o que usei para preencher a tabela abaixo.
Resposta
Grafite — Tipo de sólido: rede covalente em camadas (covalente intracamada / camadas ligadas por forças fracas). Tipo de ligação: ligações covalentes
sp
dentro dos planos; forças de van der Waals (dispersão) entre planos. Forças intermoleculares: covalente forte intraplano e fracas forças de dispersão interplano; delocalização de elétrons
. Propriedades físicas: bom condutor elétrico ao longo dos planos, macio/escorregadio (camadas deslizam), insolúvel em água, alto ponto de sublimação, anisotrópico.
Ca — Tipo de sólido: sólido metálico. Tipo de ligação: ligação metálica (íons positivos imersos em mar de elétrons). Forças intermoleculares: atração metal‑elétrons delocalizados (ligação metálica). Propriedades físicas: condutor elétrico e térmico, maleável/ductil, brilho metálico, sólido à temperatura ambiente, reativo com água (forma
e
).
Si dopado com P — Tipo de sólido: rede covalente (cristal semicondutor). Tipo de ligação: ligações covalentes
na rede; dopante P atua como doador de elétrons. Forças intermoleculares: ligações covalentes fortes (estruturas de banda controlam condutividade). Propriedades físicas: semicondutor tipo n (a dopagem com P aumenta condutividade fornecendo elétrons), duro e quebradiço, ponto de fusão alto, condutividade dependente de dopagem e temperatura.