1. Dados: \mathrm{O}(Z=8) ; \mathrm{C}(Z=6) ; \mathrm{F}(Z=9) ; \mathrm{H}(Z=1).
A molécula que apresenta somente uma ligação covalente normal é:
(a) F2
(b) O 2
(c) CO
(d) O 3
(e) H 2 O

Passo 1

O enunciado fornece os números atômicos e pede para identificar qual molécula, entre as alternativas, apresenta somente uma ligação covalente normal. Dados fornecidos:
  • \mathrm{O}:\;Z=8
  • \mathrm{C}:\;Z=6
  • \mathrm{F}:\;Z=9
  • \mathrm{H}:\;Z=1
O que é pedido: escolher, entre as alternativas (a) \mathrm{F}_2, (b) \mathrm{O}_2, (c) \mathrm{CO}, (d) \mathrm{O}_3, (e) \mathrm{H_2O}, qual molécula “apresenta somente uma ligação covalente normal”.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o conceito prático que vamos usar: ligação covalente normal aqui significa uma ligação simples (um par de elétrons compartilhado) entre dois átomos. Para decidir quantas e que tipo de ligações cada molécula tem, usamos a teoria de Lewis (estrutura de pontos) baseada nos elétrons de valência.
Como obter elétrons de valência (explicação didática curta):
  • Para elementos dos blocos s e p (os do enunciado), o número de elétrons de valência é igual ao número do grupo da tabela periódica:
    • \mathrm{H} tem 1 elétron de valência.
    • \mathrm{C} tem 4 elétrons de valência.
    • \mathrm{O} tem 6 elétrons de valência.
    • \mathrm{F} tem 7 elétrons de valência.
  • Em Lewis contamos os elétrons totais de valência da molécula e distribuímos para formar octetos (ou duetos para H), colocando pares de elétrons como ligações e pares isolados.

Passo 3

  • Elétrons de valência totais: 7 + 7 = 14.
  • Para cada flúor atingir o octeto precisa compartilhar 1 elétron → formando um par compartilhado entre os dois átomos. Isso cria uma única ligação entre os dois.
  • Após formar essa ligação (2 elétrons), restam 14-2=12 elétrons que ficam como pares isolados: três pares em cada átomo de F.
  • Conclusão parcial: a molécula \mathrm{F}_2 tem exatamente uma ligação e essa é uma ligação covalente simples (um par eletrônico compartilhado).

Passo 4

  • Elétrons de valência totais: 6 + 6 = 12.
  • Se tentássemos apenas uma ligação simples, cada O teria 7 elétrons ao redor (insuficiente para o octeto). A forma estável tem uma dupla ligação ( \mathrm{O}=\mathrm{O}) que usa 4 elétrons compartilhados.
  • Depois de formar a dupla ligação, cada O ainda tem dois pares isolados, completando o octeto.
  • Conclusão parcial: \mathrm{O}_2 tem uma ligação dupla entre os átomos (ou seja, duas ligações covalentes entre os mesmos átomos), não “somente uma ligação simples”.

Passo 5

  • Elétrons de valência totais: 4 + 6 = 10.
  • A estrutura de Lewis estável para monóxido de carbono envolve uma ligação tripla entre C e O (uma sigma e duas pi) e pares isolados de modo que ambos atinjam octeto (a representação pode mostrar uma ligação dativa em uma das contribuições de ressonância, mas o resultado efetivo é uma ligação múltipla de ordem 3).
  • Conclusão parcial: \mathrm{CO} tem uma ligação tripla entre C e O (mais forte que uma simples), logo não apresenta “somente uma ligação simples”.

Passo 6

  • Elétrons de valência totais: 6 \times 3 = 18.
  • A estrutura de Lewis do ozônio é uma estrutura de ressonância com um oxigênio ligado por ligação dupla a um átomo central e outro oxigênio ligado por ligação simples ao átomo central, alternando nas formas ressonantes. Em termos práticos existem duas ligações: uma simples e uma dupla (ordem de ligação média 1{,}5).
  • Conclusão parcial: \mathrm{O}_3 possui uma ligação simples e uma ligação dupla dentro da mesma molécula — não “apenas uma ligação simples” isolada como única ligação no sistema.

Passo 7

  • Elétrons de valência totais: 1+1+6 = 8.
  • Oxigênio forma duas ligações simples com os dois hidrogênios (cada \mathrm{O}-\mathrm{H} é uma ligação covalente simples), e o oxigênio tem dois pares isolados. Assim, a molécula tem duas ligações simples, não apenas uma.
  • Conclusão parcial: \mathrm{H_2O} tem duas ligações simples.

Passo 8

  • \mathrm{F}_2: exatamente uma ligação covalente simples na molécula (um único par de elétrons compartilhado).
  • \mathrm{O}_2: ligação dupla entre os átomos.
  • \mathrm{CO}: ligação tripla (ligação múltipla).
  • \mathrm{O}_3: contém uma ligação simples e uma dupla (ressonância), não apenas uma ligação simples única.
  • \mathrm{H_2O}: duas ligações simples (duas ligações \mathrm{O}-\mathrm{H}).

Resposta

(a) \mathrm{F}_2

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