As propriedades das substâncias podem ser explicadas não somente pelo tipo de ligação química entre os átomos, mas também pelo tipo de interações existentes entre as moléculas. A respeito dos diferentes tipos de ligação química e de interações intermoleculares, marque a(s) afirmativa(s) correta(s).
Escolha uma ou mais:
□ A molécula de dióxido de carbono
é uma molécula que apresenta momento de dipolo resultante igual a zero, e por isso a força intermolecular presente entre suas moléculas é do tipo dipolo induzido.
□ Interações intermoleculares do tipo ligações de hidrogênio são as responsáveis pelo fato da água sólida adotar uma estrutura cristalina aberta, fazendo com que seja menos densa do que a sua estrutura em estado líquido; por isso o gelo flutua sobre a água líquida.
□ As forças intermoleculares existentes entre as moléculas de água são do tipo dipolo-dipolo, devido a diferença de eletronegatividade existente na ligação entre os átomos de hidrogênio e oxigênio. São essas interações as responsáveis pelas propriedades de tensão superficial da água.
□ Os átomos de magnésio e cloro unem-se através da ligação iônica, para formar o cloreto de magnésio (MgCl).
□ A representação de Lewis para o composto óxido de gálio(III) é
□ As ligações covalentes são favorecidas quando átomos com valores de eletronegatividades próximas se ligam.
□ As forças intermoleculares do tipo dipolo induzido são sempre mais fracas que as forças intermoleculares do tipo ligação de hidrogênio.
□ A molécula de dióxido de carbono
□ Interações intermoleculares do tipo ligações de hidrogênio são as responsáveis pelo fato da água sólida adotar uma estrutura cristalina aberta, fazendo com que seja menos densa do que a sua estrutura em estado líquido; por isso o gelo flutua sobre a água líquida.
□ As forças intermoleculares existentes entre as moléculas de água são do tipo dipolo-dipolo, devido a diferença de eletronegatividade existente na ligação entre os átomos de hidrogênio e oxigênio. São essas interações as responsáveis pelas propriedades de tensão superficial da água.
□ Os átomos de magnésio e cloro unem-se através da ligação iônica, para formar o cloreto de magnésio (MgCl).
□ A representação de Lewis para o composto óxido de gálio(III) é
□ As ligações covalentes são favorecidas quando átomos com valores de eletronegatividades próximas se ligam.
□ As forças intermoleculares do tipo dipolo induzido são sempre mais fracas que as forças intermoleculares do tipo ligação de hidrogênio.
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado pede e todas as afirmativas que preciso avaliar. O enunciado pede: marcar a(s) afirmativa(s) correta(s) entre as opções dadas. As afirmativas são (copiadas/identificadas exatamente do enunciado):
(1) A molécula de dióxido de carbono
é uma molécula que apresenta momento de dipolo resultante igual a zero, e por isso a força intermolecular presente entre suas moléculas é do tipo dipolo induzido.
(2) Interações intermoleculares do tipo ligações de hidrogênio são as responsáveis pelo fato da água sólida adotar uma estrutura cristalina aberta, fazendo com que seja menos densa do que a sua estrutura em estado líquido; por isso o gelo flutua sobre a água líquida.
(3) As forças intermoleculares existentes entre as moléculas de água são do tipo dipolo-dipolo, devido a diferença de eletronegatividade existente na ligação entre os átomos de hidrogênio e oxigênio. São essas interações as responsáveis pelas propriedades de tensão superficial da água.
(4) Os átomos de magnésio e cloro unem-se através da ligação iônica, para formar o cloreto de magnésio
.
(5) A representação de Lewis para o composto óxido de gálio(III) é
(6) As ligações covalentes são favorecidas quando átomos com valores de eletronegatividades próximas se ligam.
(7) As forças intermoleculares do tipo dipolo induzido são sempre mais fracas que as forças intermoleculares do tipo ligação de hidrogênio.
Agora vou analisar cada afirmativa passo a passo, explicando com calma a teoria necessária para entender por que cada uma é verdadeira, falsa ou não pode ser avaliada.
Passo 2
Conceitos básicos sobre momento dipolar e simetria molecular (usarei
para momento de dipolo):
- O momento de dipolo de uma ligação química entre dois átomos é um vetor que aponta do átomo menos eletronegativo para o átomo mais eletronegativo e tem magnitude proporcional à diferença de eletronegatividade e à distância entre cargas parcialmente separadas. Em notação, para uma ligação simples pode-se pensar qualitativamente em
. - O momento de dipolo total de uma molécula
é a soma vetorial dos momentos das ligações: . - Se a molécula for geométricamente simétrica de modo que os vetores
se cancelam, então e a molécula é apolar, apesar de ter ligações polares localmente.
Exemplo simples:é linear: O=C=O. Cada ligação C–O é polar, mas os dois vetores de dipolo apontam em sentidos opostos e têm magnitude igual, logo se cancelam, dando .
Passo 3
Forças intermoleculares relevantes e como nomeá‑las (visão didática):
- Forças de London (forças de dispersão): surgem por flutuações temporárias da distribuição eletrônica que criam dipolos instantâneos; esses dipolos instantâneos induzem dipolos em moléculas vizinhas. São frequentemente chamadas de forças de dipolo induzido–dipolo induzido ou simplesmente dipolo induzido. Atuam em todos os átomos/moléculas, e são a única força significativa entre moléculas permanentemente apolares.
- Forças dipolo–dipolo: entre moléculas com dipolo permanente (
); padrão de atração entre cargas parciais opostas. - Ligações de hidrogênio: caso especial forte de interação entre moléculas polares em que um átomo de hidrogênio ligado a um átomo altamente eletronegativo (
, , ) interage fortemente com um par de elétrons não ligantes (par isolado) de outro átomo eletronegativo. É mais forte que um dipolo–dipolo normal e tem características próprias.
Observação prática: entre moléculas apolares como, a interação dominante é de dispersão (dipolo induzido). Entre moléculas de água, a interação dominante são ligações de hidrogênio.
Passo 4
Análise da afirmativa (1) com justificativa passo a passo:
- Do enunciado peguei que a molécula é
. - Já expliquei que
é linear e simétrica, então seu momento dipolar resultante é . - Consequência: por não haver dipolo permanente, as forças intermoleculares predominantes são as de dispersão (dipolo induzido–dipolo induzido). A frase do enunciado usa o termo “dipolo induzido” para descrever a força intermolecular; isso corresponde ao efeito físico das forças de dispersão de London.
Conclusão para (1): a afirmativa está correta —tem momento dipolar resultante nulo e, por isso, suas interações intermoleculares principais são do tipo induzido/dispersionais.
Passo 5
Análise da afirmativa (2) com explicação detalhada:
- O enunciado refere‑se a ligações de hidrogênio entre moléculas de água. Lembrete: em
o oxigênio é fortemente eletronegativo e possui pares não ligantes; o hidrogênio ligado a oxigênio em uma molécula pode interagir com o par não ligante de oxigênio em outra molécula — isso é ligação de hidrogênio. - O arranjo cristalino do gelo é um retículo onde cada molécula de água forma cerca de quatro ligações de hidrogênio (geometria tetraédrica), o que cria uma estrutura mais “aberta” com espaços vazios comparado ao arranjo médio das moléculas no líquido.
- Por consequência, o gelo tem menor densidade que a água líquida (as moléculas estão mais espaçadas no gelo). Isso explica por que o gelo flutua sobre a água líquida.
Conclusão para (2): a afirmativa está correta. As ligações de hidrogênio explicam a estrutura aberta do gelo e a menor densidade.
Passo 6
Análise da afirmativa (3) — distinção entre dipolo–dipolo e ligação de hidrogênio:
- A primeira frase diz que “as forças existentes entre moléculas de água são do tipo dipolo–dipolo, devido à diferença de eletronegatividade H–O.” Isso é parcialmente verdade no sentido de que a água tem dipolo permanente e existe interação entre dipolos. No entanto, a interação mais importante e característica entre moléculas de água é a ligação de hidrogênio, que é um caso especial e muito mais forte do que um dipolo–dipolo comum.
- A segunda frase diz que “são essas interações as responsáveis pela tensão superficial da água.” Aqui é correto apontar que as interações fortes entre moléculas (em particular as ligações de hidrogênio) conferem à água uma tensão superficial elevada.
- Problema com a afirmativa: ela classifica essas interações simplesmente como “dipolo–dipolo” sem reconhecer que, em água, o efeito dominante e específico é a ligação de hidrogênio. Em muitos contextos didáticos e de provas, esperar‑se‑ia que se identifique “ligação de hidrogênio” como a causa principal, não apenas “dipolo–dipolo”.
Conclusão para (3): a afirmativa é imprecisa/misleading. A parte sobre a tensão superficial é correta, mas a classificação exclusiva como “dipolo–dipolo” (em vez de “ligações de hidrogênio”) torna a afirmativa incorreta na forma como está escrita. Portanto vou considerar (3) como falsa por imprecisão.
Passo 7
Análise da afirmativa (4) sobre cloreto de magnésio:
- Primeiro, do enunciado: “formar o cloreto de magnésio
”. - Conhecimento de valências: o magnésio metálico usualmente forma o íon
(perde dois elétrons); o cloro usualmente forma o íon (ganha um elétron). Para neutralidade elétrica, o composto resultante entre magnésio e cloro é , não . - Quanto ao tipo de ligação: a ligação entre
e em é predominantemente iônica (transferência de elétrons e atração eletrostática entre íons).
Conclusão para (4): a afirmação é falsa porque dá a fórmula errada (em vez de ). A ideia de ligação iônica está correta, mas o composto descrito está incorreto.
Passo 8
Sobre a afirmativa (5) — representação de Lewis para óxido de gálio(III):
- Do enunciado, a afirmativa está incompleta: foi escrita apenas “A representação de Lewis para o composto óxido de gálio(III) é” sem apresentar a figura ou a fórmula de Lewis. Para avaliar se a afirmativa é correta seria necessário ver qual representação o exercício mostra.
- Informações úteis que eu posso dar sem a figura: o óxido de gálio(III) tem fórmula empírica
(cada em estado , oxigênios em ). A representação de Lewis precisa mostrar ligações Ga–O e pares de elétrons em O, mas não posso julgar a afirmativa sem ver a representação que o enunciado queria.
Conclusão para (5): não há informação suficiente no enunciado enviado para avaliar. Portanto essa alternativa não pode ser julgada correta ou incorreta a partir do que foi fornecido.
Passo 9
Análise da afirmativa (6) sobre ligações covalentes e eletronegatividade:
- Regra prática: quando dois átomos têm eletronegatividades próximas, a diferença de eletronegatividade
é pequena, o que favorece o compartilhamento de elétrons (ligação covalente). Quando é grande, a ligação tende a ter caráter iônico. - Exemplos:
(mesma eletronegatividade) é covalente; é covalente; (grande ) é fortemente iônica.
Conclusão para (6): a afirmativa é verdadeira.
Passo 10
Análise da afirmativa (7) sobre força relativa entre dipolo induzido e ligação de hidrogênio:
- Em termos gerais, ligações de hidrogênio costumam ser bem mais fortes que forças de dispersão (dipolo induzido) entre pequenas moléculas. Por isso muitas vezes se diz que “ligação de hidrogênio > dipolo–dipolo > dipolo induzido (London)”.
- Porém a palavra “sempre” torna a afirmativa problemática: forças de dispersão podem tornar‑se bastante fortes para moléculas grandes, polares ou muito polarzáveis (por exemplo, cadeias grandes de hidrocarbonetos, iodo molecular
, etc.). Em alguns casos específicos, a dispersão pode exceder a energia de algumas ligações de hidrogênio fracas. - Portanto, a comparação absoluta com “sempre” é falsa. Uma frase correta seria: “em moléculas pequenas e comuns, dipolo induzido tende a ser mais fraco que ligação de hidrogênio”, mas “sempre” é exagero.
Conclusão para (7): a afirmativa é falsa por usar o termo absoluto “sempre”.
Resposta
(1) Verdadeira
(2) Verdadeira
(3) Falsa
(4) Falsa
(5) Não avaliada (informação incompleta)
(6) Verdadeira
(7) Falsa
(2) Verdadeira
(3) Falsa
(4) Falsa
(5) Não avaliada (informação incompleta)
(6) Verdadeira
(7) Falsa