O nitrogênio gasoso,
, pode ser empregado na obtenção de atmosferas inertes; o nitrogênio líquido é utilizado em cirurgias a baixas temperaturas. Qual é o tipo de ligação química existente entre átomos na molécula
, e que forças intermoleculares unem as moléculas no nitrogênio líquido?
a) Tipo de Ligação química: covalente apolar Forças intermoleculares: van der Waals.
b) Tipo de Ligação química: covalente polar Forças intermoleculares: pontes de hidrogênio.
c) Tipo de Ligação química: iônica Forças intermoleculares: van der Waals.
d) Tipo de Ligação química: metálica. Forças intermoleculares: pontes de hidrogênio.
e) Tipo de Ligação química: covalente polar Forças intermoleculares: ação dipolo-dipolo.
a) Tipo de Ligação química: covalente apolar Forças intermoleculares: van der Waals.
b) Tipo de Ligação química: covalente polar Forças intermoleculares: pontes de hidrogênio.
c) Tipo de Ligação química: iônica Forças intermoleculares: van der Waals.
d) Tipo de Ligação química: metálica. Forças intermoleculares: pontes de hidrogênio.
e) Tipo de Ligação química: covalente polar Forças intermoleculares: ação dipolo-dipolo.
Passo 1
O enunciado pergunta duas coisas e fornece cinco alternativas (a–e). As perguntas são:
- Qual é o tipo de ligação química existente entre átomos na molécula
? - Quais forças intermoleculares unem as moléculas no nitrogênio líquido?
Informações explícitas do enunciado:
- A molécula considerada é
(dois átomos iguais, nitrogênio). - É preciso escolher entre as alternativas (a) a (e), que combinam um tipo de ligação intramolecular com um tipo de força intermolecular.
Passo 2
Entendendo o tipo de ligação intramolecular em
.
Conceito rápido e prático: ligação covalente ocorre quando átomos compartilham elétrons; se os átomos são idênticos, o compartilhamento é simétrico e a ligação é apolar (não há separação de cargas).
Aplicando a
:
- Cada átomo de nitrogênio tem a mesma eletronegatividade. Portanto a diferença de eletronegatividade entre eles é
. - O desenho de ligações mostra uma tripla ligação entre os dois nitrogênios:
. Isso significa que cada átomo compartilha três pares de elétrons (ligação muito forte). - Conclusão técnica: a ligação é covalente (compartilhamento de elétrons) e, por ocorrer entre átomos idênticos, é apolar (não há dipolo permanente).
Passo 3
Entendendo as forças intermoleculares que atuam em nitrogênio líquido.
Conceitos importantes:
- Moléculas polares (com dipolo permanente) interagem por forças dipolo–dipolo e, quando há
ligado a , ou , podem formar pontes de hidrogênio. - Moléculas apolares não têm dipolo permanente; o que une essas moléculas são forças de dispersão de London (também chamadas de forças de van der Waals). Essas forças surgem de dipolos instantâneos e induzidos devido à movimentação dos elétrons.
Aplicando a
:
- Como cada molécula de
é apolar (átomos idênticos, ), não há dipolo permanente, logo não formam pontes de hidrogênio nem interações dipolo–dipolo permanentes. - As moléculas de
se atraem principalmente por forças de dispersão de London (forças de van der Waals). Essas forças são suficientes, a baixas temperaturas, para condensar o gás em líquido (nitrogênio líquido).
Passo 4
Eliminando as alternativas incorretas de forma direta:
- (b) fala em ligação covalente polar e pontes de hidrogênio: incorreto porque
é apolar e não forma pontes de H. - (c) ligações iônicas: errado, iônicas requerem transferência de elétrons entre íon e contra-íon (não é o caso entre dois nitrogênios).
- (d) metálica e pontes de hidrogênio:
não é um metal e não forma pontes de hidrogênio. - (e) covalente polar e ação dipolo–dipolo:
não é polar, portanto não há dipolo–dipolo permanente.
Passo 5
Resumo didático final e incentivo: a ligação dentro de
é uma ligação covalente (compartilhamento de elétrons) e, por ser entre átomos iguais, é apolar. No estado líquido, moléculas apolares como
se mantêm unidas por forças de dispersão de London, geralmente chamadas de forças de van der Waals. Você já entendeu o porquê das outras opções estarem erradas — ótimo trabalho! Continue assim que já falta pouco pra prova.
Resposta
a)