Nomeie os compostos abaixo e responda:
Quais deles são predominantemente iônicos? Quais seriam moleculares? Explique a sua resposta com base em conceitos de eletronegatividade, energia de ionização e afinidade eletrônica.
\mathrm{SiCl}_{4}, \mathrm{LiF}, \mathrm{BaBr}_{2}, \mathrm{KF}, \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4}, \mathrm{BeCl}_{2}, \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2}.

Passo 1

O enunciado pede duas coisas para cada composto listado:
  • Nomear o composto.
  • Dizer se ele é predominantemente iônico ou molecular (covalente) e justificar a escolha usando conceitos de eletronegatividade, energia de ionização e afinidade eletrônica.
Os compostos dados são:
\mathrm{SiCl}_{4}, \mathrm{LiF}, \mathrm{BaBr}_{2}, \mathrm{KF}, \mathrm{C}_{2}\mathrm{H}_{4}, \mathrm{BeCl}_{2}, \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{2}.

Passo 2

Vou revisar os conceitos que vou usar — numa linguagem direta e prática.
  • Eletronegatividade ( \chi): é a tendência de um átomo em atrair elétrons numa ligação. A escala mais usada é a de Pauling; valores típicos que usarei (aproximados) são: \chi(\mathrm{F})\approx4{,}0,\quad \chi(\mathrm{O})\approx3{,}5,\quad \chi(\mathrm{Cl})\approx3{,}0,\quad \chi(\mathrm{Br})\approx2{,}8,
\chi(\mathrm{C})\approx2{,}5,\quad \chi(\mathrm{H})\approx2{,}1,\quad \chi(\mathrm{Si})\approx1{,}8,\quad \chi(\mathrm{Be})\approx1{,}5,
\chi(\mathrm{Li})\approx1{,}0,\quad \chi(\mathrm{K})\approx0{,}8,\quad \chi(\mathrm{Ba})\approx0{,}9.
  • Diferença de eletronegatividade: \Delta\chi = |\chi_A-\chi_B|. Regra prática (orientativa, não absoluta):
    • \Delta\chi \gtrsim 1{,}7 → caráter fortemente iônico (predomina transferência de elétrons).
    • 0{,}4 \lesssim \Delta\chi \lesssim 1{,}7 → ligação covalente polar.
    • \Delta\chi \lesssim 0{,}4 → covalente praticamente não polar.
  • Energia de ionização (EI): energia necessária para remover um elétron de um átomo neutro. Metais (ex.: \mathrm{Li}, \mathrm{K}, \mathrm{Ba}) têm EI baixa → é fácil formar cátions; não-metais têm EI maior.
  • Afinidade eletrônica (AE): energia liberada quando um átomo neutro recebe um elétron. Não-metais altamente eletronegativos (ex.: \mathrm{F},\mathrm{Cl}) têm AE relativamente alta, favorecendo formação de ânions.
  • Energia reticular / estabilidade do sólido iônico: mesmo que seja energeticamente caro formar íons (alta EI), a formação de uma rede iônica com grande energia reticular pode compensar. Por isso metais alcalinos + halogênios formam sais iônicos estáveis.
  • Regras de Fajans (polarização): cátions pequenos e com carga alta (ex.: \mathrm{Be}^{2+}) têm grande poder de polarização e deformam a nuvem eletrônica do ânion, aumentando o caráter covalente da ligação. Cátions grandes e pouco carregados polarizam pouco (mais iônicos).

Passo 3

Estratégia prática para cada composto:
  1. Nome curto (IUPAC/comum).
  2. Identificar metal vs não-metal; olhar \Delta\chi.
  3. Usar EI/AE qualitativos (o metal tem EI baixa?) e considerar Fajans (se cátions pequenos e muito carregados, aumento do caráter covalente).
  4. Concluir: predominantemente iônico ou molecular (covalente), observando situações intermediárias (caráter misto).
Agora aplico isso composto por composto, explicando cada passo.

Passo 4

  1. Nome: \mathrm{LiF} é fluoreto de lítio (ou fluoreto de lítio).
  2. Eletronegatividades: \chi(\mathrm{Li})\approx1{,}0, \chi(\mathrm{F})\approx4{,}0. Diferença: \Delta\chi = |\chi(\mathrm{F})-\chi(\mathrm{Li})| \approx |4{,}0-1{,}0| = 3{,}0.
  3. Interpretação: \Delta\chi muito grande (≈3,0) indica forte tendência à transferência de elétrons \mathrm{Li}\to\mathrm{F}.
  4. Energia de ionização: \mathrm{Li} tem baixa energia de ionização (fácil formar \mathrm{Li}^+). Afinidade eletrônica do \mathrm{F} é alta (aceita elétron).
  5. Conclusão: ligação predominantemente iônica. \mathrm{LiF} forma uma rede cristalina iônica (alto ponto de fusão).

Passo 5

  1. Nome: \mathrm{KF} é fluoreto de potássio.
  2. Eletronegatividades: \chi(\mathrm{K})\approx0{,}8, \chi(\mathrm{F})\approx4{,}0. Diferença: \Delta\chi \approx |4{,}0-0{,}8| = 3{,}2.
  3. Interpretação: \Delta\chi muito grande → forte caráter iônico. \mathrm{K} tem EI baixa; \mathrm{F} alta AE.
  4. Conclusão: \mathrm{KF} é predominantemente iônico (sal iônico típico).

Passo 6

  1. Nome: \mathrm{BaBr}_2 é brometo de bário.
  2. Eletronegatividades: \chi(\mathrm{Ba})\approx0{,}9, \chi(\mathrm{Br})\approx2{,}8. Diferença: \Delta\chi \approx |2{,}8-0{,}9| = 1{,}9.
  3. Interpretação: \Delta\chi \gtrsim 1{,}7 indica caráter fortemente iônico. Além disso, \mathrm{Ba} (metal do grupo 2) tem tendência a formar \mathrm{Ba}^{2+} e os haletos de metais alcalino-terrosos costumam ser iônicos; o cátions \mathrm{Ba}^{2+} é relativamente grande (menos polarizante que \mathrm{Be}^{2+}), favorecendo ionicamente.
  4. Conclusão: \mathrm{BaBr}_2 é predominantemente iônico (rede iônica).

Passo 7

  1. Nome: \mathrm{SiCl}_4 é tetracloreto de silício (ou cloreto de silício(IV)).
  2. Eletronegatividades: \chi(\mathrm{Si})\approx1{,}8, \chi(\mathrm{Cl})\approx3{,}0. Diferença: \Delta\chi \approx |3{,}0-1{,}8| = 1{,}2.
  3. Interpretação: \Delta\chi na faixa de ligações covalentes polares (≈1,2) — não é suficiente para uma transferência completa de elétrons. Silício é um metaloide que forma ligações covalentes fortes com halogênios; \mathrm{SiCl}_4 é uma molécula molecular (no estado líquido/ gasoso) com ligações covalentes polares.
  4. Energia de ionização: formar \mathrm{Si}^{4+} é energeticamente muito custoso, então formação de íons \mathrm{Si}^{4+} e \mathrm{Cl}^- completos não é favorecida.
  5. Conclusão: \mathrm{SiCl}_4 é molecular (covalente), com ligações covalentes polares, e existe como molécula discreta (ponto de fusão/ebulição compatíveis com substância molecular).

Passo 8

  1. Nome: \mathrm{BeCl}_2 é cloreto de berílio (cloreto de berílio(II)).
  2. Eletronegatividades: \chi(\mathrm{Be})\approx1{,}5, \chi(\mathrm{Cl})\approx3{,}0. Diferença: \Delta\chi \approx |3{,}0-1{,}5| = 1{,}5.
  3. Interpretação inicial: \Delta\chi está entre ligações covalentes polares e limítrofe para caráter iônico; portanto precisamos considerar Fajans e energia de ionização.
  4. Fajans e EI: \mathrm{Be}^{2+} é um cátion muito pequeno e com carga +2 — portanto tem alta densidade de carga e grande poder de polarização. Isso distorce a nuvem eletrônica de \mathrm{Cl}^- e confere grande caráter covalente às ligações. Além disso, a energia necessária para formar \mathrm{Be}^{2+} é relativamente alta (segunda energia de ionização do Be é significativa), então a simples formação de íons completos não é tão favorável a menos que a energia reticular compense — na prática, \mathrm{BeCl}_2 mostra comportamento covalente.
  5. Estrutura experimental: no estado gasoso \mathrm{BeCl}_2 é linear e covalente; no sólido forma cadeias poliméricas com ligações coordenadas (caráter covalente/ligação de ponte) — não a típica rede iônica rígida como \mathrm{NaCl}.
  6. Conclusão: \mathrm{BeCl}_2 é melhor tratado como molecular/covalente com caráter covalente forte (embora com alguma contribuição iônica). Para a classificação pedida: predominantemente molecular (covalente).

Passo 9

  1. Nome: \mathrm{C}_2\mathrm{H}_4 é eteno (nome comum: etileno).
  2. Eletronegatividades: \chi(\mathrm{C})\approx2{,}5, \chi(\mathrm{H})\approx2{,}1. Diferença nas ligações C–H: \Delta\chi \approx |2{,}5-2{,}1| = 0{,}4,e para C–C a diferença é zero.
  3. Interpretação: ligações C–H praticamente covalentes não polares; C–C covalente pura. Além disso, nem C nem H formam íons estáveis com transferência completa aqui. \mathrm{C}_2\mathrm{H}_4 é uma molécula covalente não polar.
  4. Conclusão: molecular (covalente).

Passo 10

  1. Nome: \mathrm{H}_2\mathrm{O}_2 é peróxido de hidrogênio (ou água oxigenada).
  2. Eletronegatividades: \chi(\mathrm{O})\approx3{,}5, \chi(\mathrm{H})\approx2{,}1. Diferença O–H: \Delta\chi \approx |3{,}5-2{,}1| = 1{,}4.Diferença O–O é zero.
  3. Interpretação: ligação O–H é covalente polar (não iônica). O–O é ligação covalente simples entre não-metais idênticos. Além disso, os elementos envolvidos não favorecem formação de íons completos nesse composto; \mathrm{H}_2\mathrm{O}_2 é uma molécula covalente que forma ligações intermoleculares via pontes de hidrogênio.
  4. Conclusão: molecular (covalente), polar.

Passo 11

  • Compostos com metais alcalinos/alcalino-terrosos (Li, K, Ba) ligados a halogênios fortes (F, Br) têm \Delta\chi grande e baixa EI dos metais → formam sais iônicos: \mathrm{LiF}, \mathrm{KF}, \mathrm{BaBr}_2.
  • Compostos envolvendo elementos covalentes, metaloides ou cátions muito pequenos e polarisantes (Be) tendem a ter caráter covalente: \mathrm{SiCl}_4, \mathrm{BeCl}_2, \mathrm{C}_2\mathrm{H}_4, \mathrm{H}_2\mathrm{O}_2.
  • Atenção a casos limítrofes: \mathrm{BeCl}_2 tem números que poderiam sugerir parcial ionicidade, mas por polarização e alto custo de formar \mathrm{Be}^{2+}, o caráter covalente predomina.

Resposta

\mathrm{SiCl}_{4} — tetracloreto de silício: molecular (covalente)\n
\mathrm{LiF} — fluoreto de lítio: iônico\n
\mathrm{BaBr}_{2} — brometo de bário: iônico\n
\mathrm{KF} — fluoreto de potássio: iônico\n
\mathrm{C}_{2}\mathrm{H}_{4} — eteno (etileno): molecular (covalente)\n
\mathrm{BeCl}_{2} — cloreto de berílio: molecular (covalente, com alguma contribuição iônica por polarização)\n
\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{2} — peróxido de hidrogênio: molecular (covalente)

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