4. 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.
SiCl4, LiF, BaBr2, KF, C2H4, BeCl2, H2O2.

Passo 1

O enunciado fornece a lista de compostos abaixo e pede duas coisas: (1) nomear cada composto; (2) dizer quais são predominantemente iônicos e quais são moleculares, explicando a escolha com base em eletronegatividade, energia de ionização e afinidade eletrônica. Os compostos dados são:
  • \mathrm{SiCl_4}
  • \mathrm{LiF}
  • \mathrm{BaBr_2}
  • \mathrm{KF}
  • \mathrm{C_2H_4}
  • \mathrm{BeCl_2}
  • \mathrm{H_2O_2}

Passo 2

Nomeação (nomes usuais / IUPAC simples) — explicando rapidamente a regra: para sais “metal + não metal” usa-se o nome do cátion seguido do ânion com sufixo -eto; para moléculas covalentes, nome sistemático com prefixos quando necessário.
  • \mathrm{SiCl_4}: tetracloreto de silício (ou cloreto de silício(IV)).
  • \mathrm{LiF}: fluoreto de lítio.
  • \mathrm{BaBr_2}: brometo de bário.
  • \mathrm{KF}: fluoreto de potássio.
  • \mathrm{C_2H_4}: eteno (nome trivial etileno).
  • \mathrm{BeCl_2}: cloreto de berílio (ou dicloreto de berílio).
  • \mathrm{H_2O_2}: peróxido de hidrogênio (água oxigenada).

Passo 3

Conceito de eletronegatividade e valores usados (Pauling). Eletronegatividade mede a tendência de um átomo atrair elétrons numa ligação. Valores relevantes (Pauling), que vou usar como referência:
  • \chi(\mathrm{F}) = 3{,}98
  • \chi(\mathrm{O}) = 3{,}44
  • \chi(\mathrm{Cl}) = 3{,}16
  • \chi(\mathrm{Br}) = 2{,}96
  • \chi(\mathrm{C}) = 2{,}55
  • \chi(\mathrm{H}) = 2{,}20
  • \chi(\mathrm{Si}) = 1{,}90
  • \chi(\mathrm{Be}) = 1{,}57
  • \chi(\mathrm{Li}) = 0{,}98
  • \chi(\mathrm{K}) = 0{,}82
  • \chi(\mathrm{Ba}) = 0{,}89

Passo 4

Critério heurístico entre iônico e covalente usando eletronegatividade:
  • Diferença grande de eletronegatividade favorece caráter iônico; regra prática frequentemente usada: se \Delta\chi \gtrsim 1{,}7 tende a muito iônico; se \Delta\chi \lesssim 0{,}4 tende a covalente apolar; entre esses valores => ligação covalente polar (gradiente). Isso é uma regra empírica, não absoluta, mas boa para prever tipo de ligação rapidamente.

Passo 5

Energia de ionização (EI) e afinidade eletrônica (AE) — como elas entram:
  • Energia de ionização ( \mathrm{EI}) é a energia necessária para remover um elétron de um átomo (formar cátion). Metais alcalinos (Li, K) têm \mathrm{EI} baixa → formam cátions facilmente; elementos com \mathrm{EI} alta (ex.: Be relativamente alto para um metal leve) resistem a perder elétrons.
  • Afinidade eletrônica ( \mathrm{AE}) é a energia liberada quando um átomo ganha um elétron (formar ânion). Halogênios (F, Cl, Br) têm \mathrm{AE} alta → formam ânions com facilidade.
  • Para que um composto seja iônico, o custo de ionização do metal deve ser compensado pela energia liberada na captura do elétron pelo não-metal mais a energia de rede (lattice energy) do sólido iônico. Íons com cargas maiores e raios menores aumentam a energia de rede (favorecendo ionicidade).

Passo 6

Regra de Fajans (polarização) e efeito sobre a natureza da ligação:
  • Cátions pequenos e com carga alta (ex.: \mathrm{Be^{2+}}) têm alta densidade de carga e polarizam o ânion, puxando a nuvem eletrônica do ânion criando caráter covalente.
  • Íons grandes com baixa densidade de carga (ex.: \mathrm{K^+}, \mathrm{Ba^{2+}} é maior que \mathrm{Be^{2+}}) polarizam menos, favorecendo caráter iônico.
    Portanto, mesmo com \Delta\chi moderada, se o cátion polariza fortemente o ânion pode ocorrer caráter covalente significativo (caso clássico: compostos de \mathrm{Be^{2+}}).

Passo 7

Agora aplico as ideias a cada composto, calculando \Delta\chi quando faz sentido e discutindo \mathrm{EI}, \mathrm{AE} e polarização.
  1. \mathrm{LiF}.
  • \Delta\chi = \chi(\mathrm{F}) - \chi(\mathrm{Li}) = 3{,}98 - 0{,}98 = 3{,}00.
  • Interpretação: diferença muito grande. Além disso, \mathrm{Li} é um metal (baixa energia de ionização) e \mathrm{F} é um halogênio com alta afinidade eletrônica. A energia de rede do cristal \mathrm{LiF} é alta e torna energeticamente favorável a formação de \mathrm{Li^+} e \mathrm{F^-}.
  • Conclusão: predominantemente iônico.
  1. \mathrm{KF}.
  • \Delta\chi = 3{,}98 - 0{,}82 = 3{,}16.
  • K é metal alcalino com \mathrm{EI} ainda menor que Li; F atrai elétron fortemente. Produto de cargas \mathrm{K^+}\!/ \mathrm{F^-} e energia de rede muito grande → íonizações compensadas.
  • Conclusão: predominantemente iônico.
  1. \mathrm{BaBr_2}.
  • \Delta\chi = \chi(\mathrm{Br}) - \chi(\mathrm{Ba}) = 2{,}96 - 0{,}89 = 2{,}07.
  • Ba é metal alcalinoterroso que forma \mathrm{Ba^{2+}} (energia de ionização maior que metais alcalinos simples, mas a formação de um cátion \mathrm{2+} é compensada por uma energia de rede ainda mais alta porque a carga +2 aumenta fortemente a atração eletrostática no sólido). Br é halogênio, boa afinidade eletrônica.
  • Conclusão: caráter marcadamente iônico (sólido iônico \mathrm{Ba^{2+}}/\mathrm{Br^-} com forte energia de rede).
  1. \mathrm{SiCl_4}.
  • \Delta\chi entre Si e Cl: 3{,}16 - 1{,}90 = 1{,}26 (região intermediária).
  • Mas Si não é um metal simples que doa elétrons para formar \mathrm{Si^{4+}} espontaneamente; em vez disso o silício forma ligações covalentes compartilhando elétrons com os cloros. \mathrm{SiCl_4} é conhecido como molécula covalente molecular (tetraédrica), não como sal iônico. As ligações são polar-covalentes (parcialmente polares) devido à diferença de eletronegatividade, mas o composto existe como moléculas discretas, não como rede iônica.
  • Conclusão: molecular (covalente polar nas ligações, mas molécula bem definida, não iônica).
  1. \mathrm{C_2H_4} (eteno).
  • Ligações relevantes: C–C e C–H. \Delta\chi_{\mathrm{C-H}} = 2{,}55 - 2{,}20 = 0{,}35 (quase apolar).
  • Não há metal nem formação favorável de íons; ligação por compartilhamento de elétrons (dupla ligação C=C e ligações C–H). É claramente molecular covalente apolar.
  • Conclusão: molecular (covalente, não iônico).
  1. \mathrm{BeCl_2}.
  • \Delta\chi = 3{,}16 - 1{,}57 = 1{,}59 (perto do limiar).
  • No entanto, Be forma \mathrm{Be^{2+}} que é íon muito pequeno com carga relativamente alta → forte polarização dos ânions (Fajans). Além disso, a energia de ionização do berílio não é tão baixa quanto a dos metais alcalinos: formar \mathrm{Be^{2+}} é caro energeticamente. Na fase gasosa \mathrm{BeCl_2} existe como molécula linear com ligações covalentes (ou seja, comportamento molecular/covalente). No estado sólido, \mathrm{BeCl_2} forma uma estrutura polimérica com pontes Cl (ligação covalente com caráter de ponte), ou seja caráter covalente bastante pronunciado em vez de um sal iônico típico.
  • Conclusão: predominantemente covalente (molecular/em estruturas poliméricas covalentes), devido à alta polarização de \mathrm{Be^{2+}} e alta energia de ionização de Be.
  1. \mathrm{H_2O_2}.
  • Ligações O–H: \Delta\chi = 3{,}44 - 2{,}20 = 1{,}24 (polar covalente). Ligações O–O também covalentes. Não há metais nem tendência forte à formação de íons inteiros \mathrm{H^+} e \mathrm{O^{2-}} na molécula neutra; o peróxido é uma molécula covalente (líquido) com ligações polares e capacidade de formar ligações de hidrogênio entre moléculas.
  • Conclusão: molecular (covalente polar).

Passo 8

Resumo interpretativo (breve regras aplicadas):
  • Compostos contendo metais alcalinos/ alcalinoterrosos com halogênios e grandes \Delta\chi ( \mathrm{LiF}, \mathrm{KF}, \mathrm{BaBr_2}) → iônicos.
  • Compostos sem metal ou com metálicos de pequena dimensão e alta carga que polarizam (Si, Be, C, H, O) → covalentes/moleculares; mesmo quando \Delta\chi é moderada, a física do cátion (EI alto para Be, comportamento covalente de Si) e as regras de polarização determinam caráter não iônico.

Resposta

\mathrm{SiCl_4} — tetracloreto de silício: molecular (covalente).
\mathrm{LiF} — fluoreto de lítio: iônico.
\mathrm{BaBr_2} — brometo de bário: iônico.
\mathrm{KF} — fluoreto de potássio: iônico.
\mathrm{C_2H_4} — eteno (etileno): molecular (covalente).
\mathrm{BeCl_2} — cloreto de berílio: predominantemente covalente/molecular (em fase gasosa linear; em sólido forma redes poliméricas covalentes).
\mathrm{H_2O_2} — peróxido de hidrogênio: molecular (covalente).

Exercícios relacionados