(Mack-2006) Na dissolução em água do cloreto de hidrogênio gasoso (ou gás clorídrico), formam-se íons \mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{1+} e \mathrm{Cl}^{1-} A respeito desse fenômeno, fazem-se as afirmações.
Dado: número atômico \mathrm{H}=1 ; \mathrm{O}=8 ; \mathrm{Cl}=17.
I) As moléculas do HCl , por serem polares, são atraídas fortemente pelas moléculas de água.
II) Há a quebra da ligação covalente no HCl .
III) A reação é de ionização.
IV) O ânion produzido tem oito elétrons na última camada. Estão corretas
a) I e II, somente.
b) I, III e IV, somente.
c) II e III, somente.
d) I, II e III, somente.
e) I, II, III e IV.

Passo 1

O enunciado descreve a dissolução em água do cloreto de hidrogênio gasoso e informa que se formam íons \mathrm{H_{3}O^{+}} e \mathrm{Cl^{-}}. Dado: números atômicos \mathrm{H}=1, \mathrm{O}=8, \mathrm{Cl}=17.
São feitas quatro afirmações (I a IV) sobre esse fenômeno e a tarefa é identificar quais estão corretas. As afirmações são:
I) As moléculas do \mathrm{HCl}, por serem polares, são atraídas fortemente pelas moléculas de água.
II) Há a quebra da ligação covalente no \mathrm{HCl}.
III) A reação é de ionização.
IV) O ânion produzido tem oito elétrons na última camada.

Passo 2

Vamos entender a afirmação I: “As moléculas do \mathrm{HCl}, por serem polares, são atraídas fortemente pelas moléculas de água.”
O que significa ser polar? Uma molécula é polar quando a distribuição de carga entre seus átomos não é simétrica, ou seja, um lado fica com carga parcial positiva e o outro com carga parcial negativa. Isso acontece quando há diferença de eletronegatividade entre os átomos que formam a ligação. No caso do \mathrm{HCl}, o cloro é mais eletronegativo que o hidrogênio, então a ligação \mathrm{H\!-\!Cl} fica polar — o H fica com carga parcial \delta^{+} e o Cl com carga parcial \delta^{-}.
A água também é uma molécula polar (o oxigênio atrai mais os elétrons que os hidrogênios), então há interação entre dipolos: a extremidade mais negativa da água (próxima ao O) tende a atrair a extremidade mais positiva do \mathrm{HCl} (o H com \delta^{+}). Essa atração dipolo–dipolo (e depois, quando ocorre transferência do próton, atração íon–dipolo) explica por que \mathrm{HCl} se solubiliza e se aproxima fortemente das moléculas de água.
Conclusão do Passo 2: a afirmação I é verdadeira.

Passo 3

Agora a afirmação II: “Há a quebra da ligação covalente no \mathrm{HCl}.”
Quando \mathrm{HCl} entra em contato com água, ocorre transferência do próton do \mathrm{HCl} para uma molécula de água, formando o íon hidrônio \mathrm{H_{3}O^{+}} e deixando o \mathrm{Cl^{-}}. A equação que representa isso (em água) é:
\mathrm{HCl} + \mathrm{H_{2}O} \longrightarrow \mathrm{H_{3}O^{+}} + \mathrm{Cl^{-}}.
Para que ocorra essa transformação, a ligação covalente entre H e Cl se rompe de modo heterolítico: ambos os elétrons da ligação ficam com o cloro, formando \mathrm{Cl^{-}}, enquanto o hidrogênio sai como próton \mathrm{H^{+}} que se liga à água. Rompimento heterolítico é um tipo de “quebra” da ligação covalente.
Conclusão do Passo 3: a afirmação II é verdadeira.

Passo 4

Explicando a afirmação III: “A reação é de ionização.”
Ionização, no contexto de uma substância em solução, significa que moléculas neutras se transformam em íons. No caso, a molécula neutra \mathrm{HCl} fornece um próton e gera os íons \mathrm{H_{3}O^{+}} e \mathrm{Cl^{-}}. Por isso dizemos que \mathrm{HCl} se ioniza em água. Além disso, \mathrm{HCl} é um ácido forte em água, o que significa que praticamente todas as moléculas se ionizam (dissociam) completamente em solução aquosa.
Conclusão do Passo 4: a afirmação III é verdadeira.

Passo 5

Agora a afirmação IV: “O ânion produzido tem oito elétrons na última camada.”
O ânion produzido é \mathrm{Cl^{-}}. Vamos usar o dado fornecido \mathrm{Cl}=17 (número atômico) para contar elétrons. Um átomo neutro de cloro tem \,17 elétrons. A distribuição eletrônica por camadas (modelo simples por níveis) é: \,2 elétrons na primeira camada ( n=1), \,8 na segunda ( n=2) e \,7 na terceira ( n=3), pois 2+8+7=17. Esse último nível ( n=3) é a camada de valência e tem \,7 elétrons no átomo neutro. Ao ganhar um elétron para formar \mathrm{Cl^{-}}, a contagem na última camada passa de \,7 para \,8. Logo, o ânion \mathrm{Cl^{-}} tem \,8 elétrons na camada mais externa.
Conclusão do Passo 5: a afirmação IV é verdadeira.

Passo 6

Pequena clarificação conceitual (útil para prova): quando eu disse que a ligação se “quebra” em Passo 3, foi no sentido de rompimento heterolítico — isto é, os dois elétrons da ligação vão para o átomo mais eletronegativo (Cl), não se dividem entre átomos como em uma quebra homolítica. Em reações ácido–base em solução aquosa (tipo \mathrm{HCl} + \mathrm{H_{2}O}), o termo certo costuma ser “dissociação” ou “ionização” porque o resultado é a formação de íons na solução. Assim, II e III são compatíveis: há quebra da ligação (heterolítica) que leva à ionização.

Passo 7

Resumo final das verdades avaliadas: I é verdadeira; II é verdadeira; III é verdadeira; IV é verdadeira. Todas as quatro afirmações estão corretas, portanto a alternativa correta é a que indica I, II, III e IV.

Resposta

e) I, II, III e IV.

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