As moléculas do monóxido de carbono (CO) e do dióxido de carbono (
) possuem diferenças nas suas estruturas moleculares. Assinale a alternativa correta:
a) CO tem ligações iônicas e CO2 ligações covalentes
b) CO tem duas ligações covalentes simples e CO2 tem duas ligações covalentes simples e duas dativas.
c) ambas possuem duas ligações covalentes dativas
d) CO possui duas ligações covalentes simples e uma dativa e
possui quatro ligações covalentes simples
e) CO é linear e
é triangular
a) CO tem ligações iônicas e CO2 ligações covalentes
b) CO tem duas ligações covalentes simples e CO2 tem duas ligações covalentes simples e duas dativas.
c) ambas possuem duas ligações covalentes dativas
d) CO possui duas ligações covalentes simples e uma dativa e
e) CO é linear e
Passo 1
O enunciado pede que eu escolha a alternativa correta sobre as diferenças nas ligações e estruturas das moléculas
e
. As alternativas são:
a)
tem ligações iônicas e
ligações covalentes
b) tem duas ligações covalentes simples e
tem duas ligações covalentes simples e duas dativas.
c) ambas possuem duas ligações covalentes dativas
d) possui duas ligações covalentes simples e uma dativa e
possui quatro ligações covalentes simples
e) é linear e
é triangular
b)
c) ambas possuem duas ligações covalentes dativas
d)
e)
Informações importantes fornecidas implicitamente pelo enunciado (que vou usar):
- Temos as fórmulas das moléculas:
(duas átomos) e (três átomos). - A questão trata do tipo de ligação (iônica, covalente simples, dativa/coordenação, dupla/tríplice) e da geometria.
Passo 2
Começo desenhando as estruturas de Lewis e contando elétrons de valência — isso é fundamental para saber quantas ligações e quais distribuições de pares de elétrons cada molécula tem.
Regra básica: número total de elétrons de valência = soma dos elétrons de valência dos átomos.
Para
:
- Carbono tem
elétrons de valência. - Oxigênio tem
elétrons de valência.
Total =elétrons de valência.
Para
:
- Carbono tem
. - Cada oxigênio tem
, dois oxigênios = .
Total =elétrons de valência.
Esses totais orientam quantos pares de elétrons aparecem em ligações e como ficarão os pares isolados (lone pairs).
Passo 3
Montando a estrutura de Lewis de
(passo a passo bem mastigado):
- Com
elétrons, a molécula precisa que ambos os átomos atinjam o octeto, se possível. - Uma configuração compatível é uma ligação tripla entre C e O (três pares compartilhados =
elétrons) e dois pares não compartilhados sobrando ( elétrons) que precisam ser colocados como pares isolados. - Uma distribuição possível: um par isolado no carbono e um par isolado no oxigênio (isso usa
elétrons). Essa estrutura corresponde a uma ligação tripla e pares isolados em cada átomo.
Agora calculo as cargas formais (isso ajuda a entender se alguma representação com ligação dativa é importante):
- Fórmula da carga formal:
, onde é elétrons de valência do átomo. - Para o carbono (na estrutura com um par isolado em C e três ligações ao O):
, , . Logo - Para o oxigênio:
, , .
Há outra forma de desenhar a estrutura (todas as 10 elétrons com os pares isolados no oxigênio), que dá
e
. As duas são ressonantes. A representação mais usada na prática leva em conta a química observada: existe um forte caráter de tripla ligação entre C e O e há um par de elétrons disponível no carbono (o que explica a capacidade do carbono em
doar esse par a metais em complexos). Por isso costuma-se representar
como uma ligação tripla em que um dos pares pode ser visto como uma ligação coordenada (dativa) em certas ressonâncias/descrições.
Resumo didático sobre
:
-
tem essencialmente três pares compartilhados entre C e O (triple bond: uma ligação sigma + duas pi). - Em termos de estruturas de Lewis/resonância, uma das contribuições pode ser desenhada como uma ligação coordenada (dativa) — ou seja, existe caráter de ligação dativa em algumas representações, embora o melhor resumo seja “ligação tripla com caráter parcial dativo em uma das contribuições”.
- Definitivamente
é covalente (não iônico).
Passo 4
Montando a estrutura de Lewis de
(passo a passo):
- Total de elétrons de valência =
. - Forma canônica que satisfaz octetos sem cargas formais é:
(duas ligações duplas), usando elétrons para pares isolados nos oxigênios e elétrons nas ligações sigma/π adicionais — no total se encaixa em 16 elétrons. - Calculando cargas formais nessa estrutura: cada átomo fica com carga formal zero (carbono com quatro elétrons atribuídos como
dos elétrons de ligação mais nenhum lone pair; oxigênios com três pares isolados e dois elétrons de ligação cada um). Então é uma estrutura estável sem necessidade de cargas.
Resumo didático sobre
:
-
tem duas ligações duplas . Cada ligação dupla é formada por uma ligação sigma e uma pi. - Geometricamente, o arranjo é linear (ângulo
), porque o carbono central está -hibridizado com duas regiões de densidade eletrônica lineares. - Não há necessidade de descrever as ligações C–O como dativas na estrutura mais representativa; as duplas são covalentes normais.
Passo 5
Agora avalio cada alternativa confrontando com o que acabamos de deduzir:
a) Diz que
é iônico. Isso é falso:
é uma molécula covalente com ligações múltiplas, não um sal iônico.
b) Diz que
tem duas ligações covalentes simples — errado:
apresenta três pares compartilhados (ligações múltiplas), não duas simples. A parte sobre
também está confusa/errada (a estrutura típica é duas duplas, não “duas simples e duas dativas”).
c) “Ambas possuem duas ligações covalentes dativas” — falso:
pode ter caráter dativo em uma representação, mas não duas dativas;
em sua forma principal não é corretamente descrita por “duas ligações dativas”.
d) Afirma que
possui duas ligações covalentes simples e uma dativa e que
possui quatro ligações covalentes simples. Interpretação cuidadosa:
- A primeira parte corresponde, de modo informal, à ideia de que
tem três pares ligados (totalizando uma “tripla ligação”) e que uma contribuição de ressonância pode ser vista como ligação dativa — então dizer “duas simples + uma dativa” é uma descrição alternativa (um pouco grosseira) da tripla ligação com caráter coordenado em uma das componentes. É compatível com a ideia prática de que existem três pares compartilhados e um caráter dativo em uma das ressonâncias. - A segunda parte diz que
possui quatro ligações covalentes simples. Aqui há uma ambiguidade de linguagem: normalmente dizemos que tem duas ligações duplas (cada dupla = dois pares de elétrons). Se alguém conta pares individuais, então existem quatro pares compartilhados (dois por cada ligação dupla). Assim, embora “quatro ligações simples” não seja a maneira correta e usual de dizer (o correto é “duas ligações duplas”), a afirmação pode ter sido escrita querendo dizer “quatro pares de ligação” — que é coerente com duas duplas. Logo, apesar da redação imprecisa, esta alternativa é a que mais se aproxima da realidade química entre as dadas.
e) Afirma que
é linear e
é triangular — falso:
é diatômico (reta) e
é linear (não triangular). Portanto essa opção está errada.
Dado que as alternativas são formuladas de maneira um tanto imprecisa, a única que, com a leitura menos literal e mais compatível com os modelos de ligação (tripla em
com caráter dativo em uma representação;
com duas duplas = quatro pares de ligação) é a alternativa d).
Passo 6
Comentários finais didáticos (como lembrar isso na prova):
- Para decidir rapidamente: conte elétrons de valência e faça a estrutura de Lewis; verifique octetos e cargas formais.
tende a aparecer com três pares compartilhados (tripla) e com duas duplas e geometria linear. - “Ligação dativa” é só uma forma de representar que um par de elétrons em um átomo foi doado para formar a ligação; muitas ligações múltiplas podem ser descritas por ressonância que inclui formas com caráter dativo. Não confunda “dativa” com “única explicação” — é uma representação útil em alguns casos, especialmente ligantes em coordenação.
Resposta
d)