2-Considere as seguintes substâncias:
, CaO.
i) Faça o ranqueamento das substâncias da que possui maior caráter iônico para a de menor;
ii) Quais são as substâncias que podem ser consideradas predominantemente iônicas;
iii) Dê um exemplo de uma substância que possui o caráter totalmente iônico.
i) Faça o ranqueamento das substâncias da que possui maior caráter iônico para a de menor;
ii) Quais são as substâncias que podem ser consideradas predominantemente iônicas;
iii) Dê um exemplo de uma substância que possui o caráter totalmente iônico.
Passo 1
O enunciado dá cinco substâncias:
,
,
,
,
.
As perguntas são:
As perguntas são:
- (i) Fazer o ranqueamento das substâncias da que possui maior caráter iônico para a de menor.
- (ii) Dizer quais substâncias podem ser consideradas predominantemente iônicas.
- (iii) Dar um exemplo de uma substância que possua caráter totalmente iônico.
Passo 2
Antes de ranquear, preciso explicar de forma simples como decidir se uma ligação/composto é mais iônico ou mais covalente. Dois conceitos úteis e fáceis de aplicar na prova são:
- Eletronegatividade: é a tendência de um átomo atrair elétrons numa ligação. Quanto maior a diferença de eletronegatividade entre dois átomos, maior a tendência da ligação ser iônica. Vou chamar de
a eletronegatividade (escala de Pauling). - Regras de polarização (Regras de Fajans, explicadas abaixo): mesmo com diferença moderada de eletronegatividade, um cátion pequeno e com carga alta polariza (distorce) a nuvem eletrônica do ânion, tornando a ligação mais covalente. Assim, cátions como
ou tendem a aumentar o caráter covalente.
Fórmula útil (apenas para ter uma ideia numérica do caráter iônico, não é obrigatória na prova):
onde
é a diferença de eletronegatividade entre o não metal e o metal. Essa fórmula dá uma estimativa qualitativa do quanto a ligação é iônica.
Passo 3
Vou usar valores aproximados da escala de Pauling (valores usados comumente em tabelas; são arredondados para facilitar contas na prova):
Passo 4
Calculo a diferença de eletronegatividade
para cada composto (não metal menos metal):
- Para
: . - Para
: . - Para
: . - Para
: . - Para
: .
Valores maiores de
indicam maior tendência à ionicidade se só considerarmos eletronegatividade.
Passo 5
Agora aplico também as Regras de Fajans em linguagem simples (isto afina o ranqueamento):
- Cátions pequenos e com carga maior (por ex.
, ) têm grande poder de polarização: eles puxam a nuvem eletrônica do ânion, aumentando o caráter covalente. - Cátions grandes com carga baixa (por ex.
) polarizam pouco, favorecendo caráter iônico. - Oxigênio em óxidos pode formar ligações muito covalentes se o elemento positivo for pequeno e muito carregado (como
formando a rede covalente em ).
Aplicando isso aos nossos compostos:
-
: grande ( ) e é relativamente grande (pouca polarização). Muito iônico — ligações iônicas fortes. -
: também grande ( ) e é grande e pouco polarizante. Muito iônico (clássico exemplo). -
: intermediária ( ), cátion tem carga alta mas é maior que , então há mistura: predominância iônica mas com componente covalente apreciável. -
: embora seja razoável ( ), é pequeno e muito polarizante → aumenta caráter covalente; além disso é conhecida por caráter parcial covalente / comportamento anfótero. -
: menor ( ) e é pequeno com alta carga → forma uma rede covalente robusta (estrutura de quartzo), portanto é o menos iônico (predominantemente covalente).
Passo 6
Combinando as diferenças de eletronegatividade e o efeito de polarização, o ranqueamento da maior ionicidade para a menor fica (justificando cada posição rapidamente):
Justificativa curta para a ordem:
-
— e baixa polarização → muito iônico. -
— clássico iônico (grande , pouco polarizante). -
— moderada; Fe^{3+} dá mistura, mas predomina caráter iônico. -
— moderada, mas pequeno e fortemente polarizante → mais covalente que . -
— rede covalente (quartz), claramente o menos iônico.
Passo 7
Quais são predominantemente iônicas? Com base no raciocínio anterior, considero predominantemente iônicas:
,
e, em grau menor mas ainda predominantemente iônico,
.
Explicação simples: esses três têm diferenças de eletronegatividade grandes e cátions que não polarizam tanto o ânion (ou, no caso de
, a polarização não é suficiente para tornar o composto majoritariamente covalente).
Passo 8
Sobre substância “totalmente iônica”: na química real nenhuma ligação é 100% iônica — sempre existe algum grau de compartilhamento eletrônico. Então a resposta correta e honesta é dizer que não existe composto totalmente iônico. Mas se a prova pedir um exemplo com caráter iônico máximo na prática, costuma-se citar compostos formados por um metal muito eletropositivo e um ametal extremamente eletronegativo; um exemplo comumente dado é
(césio floreto), que é um dos compostos com maior caráter iônico observado experimentalmente.
Resposta
(i)
(ii) Predominantemente iônicas:
(iii) Nenhuma substância é totalmente iônica; exemplo com caráter mais próximo do totalmente iônico:
(ii) Predominantemente iônicas:
(iii) Nenhuma substância é totalmente iônica; exemplo com caráter mais próximo do totalmente iônico: