- Resumir as propriedades e as estruturas de sólidos moleculares, reticulares, metálicos e iônicos.
Passo 1
O enunciado pede um panorama dos quatro tipos principais de sólidos — moleculares, iônicos, metálicos e reticulares (covalentes em rede) — focando na estrutura (como os constituintes se arranjam e se ligam) e nas propriedades físicas resultantes (ponto de fusão, dureza, condutividade, solubilidade etc.). Para isso, vamos em cada caso identificar o tipo de ligação, a organização tridimensional e as principais características de aplicação.
Passo 2
Sólidos moleculares
- Estrutura: arranjo de moléculas neutras mantidas juntas por forças intermoleculares (forças de van der Waals, dipolo–dipolo e ligações de hidrogênio).
- Ligações internas nas moléculas: covalentes fortes; entre moléculas: fracas.
- Propriedades:
- Pontos de fusão e ebulição baixos (tipicamente < 300 °C).
- Geralmente macios e bem isolantes (elétricos e térmicos).
- Podem ser voláteis (ex.:
seco, sólido). - Solúveis em solventes apolares (ex.: naftaleno em benzeno), pouco solúveis em água (exceto se formarem ligações de H).
Passo 3
Sólidos iônicos
- Estrutura: rede cristalina tridimensional de ânions e cátions dispostos em empacotamento compacto (ex.: estrutura cúbica de
com coordenação 6:6). - Ligações: forte atração eletrostática entre íons de carga oposta.
- Propriedades:
- Altos pontos de fusão e ebulição (muitas vezes > 800 °C).
- Rígidos e frágeis (sofrimento de clivagem sob tensão).
- No estado sólido isolantes; quando fundidos ou em solução aquosa conduzem eletricidade (íons livres).
- Geralmente solúveis em água (hidratam facilmente).
Passo 4
Sólidos metálicos
- Estrutura: arranjo compacto de átomos metálicos imersos num “mar” de elétrons deslocalizados. Exemplos de empacotamento: cúbico de face centrada (CFC) em Cu, Al; hexagonal compacta (HC) em Mg, Ti.
- Ligações: metálicas, originadas da interação entre cátions metálicos e elétrons de valência livres.
- Propriedades:
- Bons condutores elétricos e térmicos (elétrons móveis).
- Maleáveis e dúcteis (as camadas atômicas deslizam).
- Pontos de fusão variáveis (do Pb com ~ 327 °C ao W com ~ 3422 °C).
- Brilho metálico e opacidade.
Passo 5
Sólidos reticulares (covalentes em rede)
- Estrutura: rede contínua tridimensional de átomos ligados covalentemente, estendendo-se por todo o cristal. Exemplos: diamante (carbono), quartzo (
). - Ligações: covalentes fortes em todas as direções.
- Propriedades:
- Pontos de fusão e ebulição muito elevados (> 2000 °C em muitos casos).
- Dureza extrema (diamante é o material mais duro).
- Geralmente isolantes elétricos (exceto grafite, que tem elétrons π deslocalizados em planos).
- Insolúveis em solventes comuns.
Resposta
Segue um quadro comparativo resumido:
Tipo de sólido
• Molecular
• Molecular
- Rede de moléculas unidas por forças intermoleculares fracas
- Baixos pontos de fusão/ebulição, macios, isolantes
• Iônico
- Redes de ânions e cátions com fortes ligações eletrostáticas
- Altos pontos de fusão, rígidos/frágeis, isolantes sólidos, condutores em solução ou fusão
• Metálico
- Átomos metálicos em empacotamento compacto com elétrons deslocalizados
- Boa condutividade elétrica/térmica, maleáveis, dúcteis, brilho metálico
• Reticular (covalente em rede)
- Átomos ligados covalentemente em rede contínua
- Pontos de fusão muito altos, extremante duros, isolantes (exceto grafite)