O nitrogênio líquido pode ser obtido diretamente do ar atmosférico, mediante um processo de liquefação fracionada; nessa situação, seus átomos ficam unidos por ligações químicas denominadas:
a) iônicas.
b) dipolo permanente.
c) metálicas.
d) covalentes polares.

Passo 1

O enunciado pergunta qual o tipo de ligação química que une os átomos no nitrogênio quando ele está na forma líquida (obtido por liquefação do ar). As alternativas são:
a) iônicas.
b) dipolo permanente.
c) metálicas.
d) covalentes polares.

Passo 2

Primeira observação importante (fato dado / que se deduz do enunciado): o nitrogênio elementar no ar existe como molécula diatômica \mathrm{N_2}. Ou seja, dois átomos de nitrogênio se combinam formando uma única molécula \mathrm{N_2}. A pergunta quer saber que tipo de ligação existe entre esses dois átomos dentro da molécula.

Passo 3

O que é uma ligação covalente (explicação didática)?
  • Ligação covalente é quando dois átomos compartilham pares de elétrons para completar suas camadas eletrônicas externas. Cada átomo “empresta” elétrons para formar pares compartilhados; essa partilha mantém os átomos juntos.
  • Exemplos simples: em \mathrm{H_2}, dois átomos de hidrogênio compartilham um par de elétrons (ligação simples). Em \mathrm{O_2} há uma ligação dupla e em \mathrm{N_2} há uma ligação tripla, que é muito forte.
  • A representação da ligação tripla em \mathrm{N_2} pode ser escrita como \mathrm{N\equiv N}: três pares de elétrons compartilhados entre os dois átomos.

Passo 4

Polaridade da ligação (por que não é “polar”):
  • Uma ligação é polar quando os dois átomos têm eletronegatividades diferentes, fazendo com que os elétrons compartilhados fiquem mais próximos de um átomo que do outro, gerando um dipolo permanente.
  • No caso de \mathrm{N_2}, os dois átomos são idênticos (nitrogênio com nitrogênio), portanto têm a mesma eletronegatividade. O compartilhamento de elétrons é simétrico, ou seja, a ligação é covalente apolar (não polar).
  • Resumindo: intramolecularmente (dentro da molécula) \mathrm{N_2} é ligada por uma ligação covalente muito forte e apolar.

Passo 5

Forças entre moléculas no estado líquido (como o nitrogênio líquido se mantém coeso):
  • Mesmo sendo apolar, as moléculas neutras não ficam “soltas” no estado líquido: existem forças intermoleculares fracas, principalmente as forças de dispersão de London (dipolo induzido), que surgem por flutuações temporárias na distribuição eletrônica. Essas forças permitem a liquefação a temperaturas muito baixas.
  • Importante: essas forças intermoleculares NÃO são o mesmo que “ligação química” entre átomos dentro de uma molécula. A pergunta pediu o tipo de ligação entre os átomos (ou seja, a ligação intramolecular em \mathrm{N_2}).

Passo 6

Por que as outras alternativas estão erradas (explicação curta e didática):
  • a) Iônicas: envolvem transferência clara de elétrons entre metais e não-metais e formação de íons; não é o caso de \mathrm{N_2}.
  • b) Dipolo permanente: refere-se a moléculas polares que têm um dipolo permanente; \mathrm{N_2} é apolar, portanto essa alternativa descreve um tipo de interação intermolecular inadequado para a ligação entre os átomos.
  • c) Metálicas: ocorrem em metais, com elétrons deslocalizados em rede metálica; nitrogênio não forma esse tipo de ligação.
  • d) Covalentes polares: indica ligação por compartilhamento de elétrons (covalente), porém diz “polares”. A parte importante e correta aqui é que a ligação em \mathrm{N_2} é covalente (embora, na realidade, seja apolar). Entre as alternativas dadas, a única que reconhece a natureza covalente da ligação é a (d).

Passo 7

Conclusão final didática e resposta: intramolecularmente os átomos de nitrogênio em \mathrm{N_2} estão ligados por compartilhamento de elétrons — uma ligação covalente (no caso, tripla e apolar). Como a lista de alternativas não oferece “covalente apolar”, a alternativa que melhor representa a ligação covalente é a (d).

Resposta

d)

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