Que tipo de ligação você espera encontrar nos seguintes materiais: GdO, GdTe, SO2,
, InAs, AgCl, GaSb, CaS e BN.
Passo 1
O enunciado pede: para cada um dos materiais listados, indicar que tipo de ligação (ou ligação predominante) se espera encontrar. Os materiais dados são (peguei-os literalmente do enunciado):
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(interpreto isto como um haleto alcalino — vou discutir isso abaixo) -
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O objetivo deste exercício é classificar a ligação de cada composto (por exemplo: iônica, covalente molecular, covalente em rede, metálica/intermetálica, polar covalente/semicondutora etc.). A resolução vai explicar os conceitos e aplicar critério a cada composto, passo a passo.
Passo 2
Vamos combinar duas coisas pedagógicas antes de atacar cada composto: (A) um resumo prático dos tipos de ligação e como reconhecê-los; (B) regras simples que vou usar para decidir.
(A) Resumo prático dos tipos de ligação
- Ligação iônica: ocorre tipicamente entre um metal de baixa eletronegatividade (do grupo alcalino, alcalino-terroso ou metais de transição) e um não-metal bastante eletronegativo. Cristais iônicos formam sais com íons bem definidos (
) e altos pontos de fusão. - Ligação covalente (molecular): ocorre quando átomos compartilham pares de elétrons para formar moléculas discretas; ex.:
, . Pode ser polar (ligações com diferença de eletronegatividade moderada) ou apolar. - Ligação covalente em rede (network covalent): átomos ligados em uma rede contínua em 3D (ex.: diamante,
); normalmente muito duro e com altos pontos de fusão. - Ligação metálica / intermetálica: ocorre entre átomos metálicos; elétrons deslocalizados, condutividade elétrica, maleabilidade. Compostos metal–metal e carbetos intersticiais costumam ter caráter metálico misturado com ligações covalentes entre metal e não-metal.
- Compostos semicondutores III–V (ex.:
, ): geralmente estrutura covalente em rede do tipo zincblende, mas com caráter polar (alguma ionicidade), ou seja, “covalente polar” que resulta em propriedades semicondutoras.
(B) Regras simples / heurísticas que vou usar
- Se é metal (ou elemento do bloco f/lanthanídeo) + não-metal eletronegativo (O, S, Cl, I etc.), inclinar para iônico, a menos que saibamos que o composto é intermetálico/semimetálico.
- Se são dois metais ou um metal e um semimetal próximo, considerar caráter metálico / intermetálico.
- Se forem dois não-metais e a fórmula descreve uma molécula discreta, é covalente molecular.
- Para compostos III–V ou II–VI (InAs, GaSb, ZnS, etc.) esperar covalência em rede com caráter polar — comportamento de semicondutor.
- Para carbetos/compostos de transição com carbono (ex.: cementita
), esperar mistura de ligação metálica e covalente (caráter intersticial/metalóide).
Vou aplicar essas heurísticas a cada composto, explicando a razão pra você conseguir usar o raciocínio na prova.
Passo 3
Identificação:
é um metal de terras raras (lantanídeo),
é muito eletronegativo (oxigênio). Lantanídeos tipicamente formam óxidos iônicos (por exemplo
é o óxido estável de gadolínio). Mesmo que a estequiometria
indique Gd em estado de oxidação +2, a natureza da ligação ainda é fortemente iônica, com alguma polarização/caráter covalente pequeno devido às orbitais f/d. Conclusão: ligação predominantemente iônica (com leve covalência).
Explicação curta para a prova: metal altamente eletropositivo + oxigênio → formação de íons
e
→ ligação iônica.
Passo 4
Identificação:
é um calcogênio pesado (semimetal/metaloide em comportamento químico),
é metal de terras raras. Compostos lanthanídeo–calcogênio muitas vezes apresentam caráter misto: podem ser semicondutores/semimetálicos ou mesmo exibir comportamento metálico dependendo da estequiometria e estrutura cristalina. Telluretos de metais de transição/lanthanídeos frequentemente têm características de material intermetálico / metálico com ligação parcialmente covalente (ligação direcional alguma entre
e
).
Conclusão prática: caráter majoritariamente metálico / intermetálico com componente covalente/ionicidade moderada. Para prova: classificar como “metálico / intermetálico (caráter misto)”.
Passo 5
Identificação:
e
são não-metais;
é uma molécula discreta. As ligações S–O são covalentes, com distribuição de elétrons descrita por estruturas ressonantes (dupla ligada parcialmente deslocalizada). A molécula tem momento dipolar (é polar).
Conclusão: ligação covalente molecular, mais precisamente covalente polar com ressonância (ligações S=O parcialmente duplas e ressonantes).
Como usar na prova: diga “molécula covalente polar (vários desenhos de ressonância explicam as ligações S–O)”.
Passo 6
Observação sobre a notação: o enunciado trouxe
. A letra final parece um “l” minúsculo; o mais provável em química inorgânica é que se trate de um haleto de rubídio, isto é
. Vou assumir
(se for outro, o raciocínio é análogo: haleto de um metal alcalino com um halogênio é iônico).
Identificação:
é metal alcalino (muito eletropositivo),
é halogênio (muito eletronegativo). Formam sais iônicos cristalinos do tipo haleto alcalino.
Conclusão: ligação iônica, ião
e
.
Passo 7
Interpretação: fórmulas de carbetos de ferro mais comuns são
(cementita) ou carbetos intersticiais; a fórmula escrita
sugere um composto contendo ferro e carbono. Compostos ferro–carbono tendem a apresentar caráter metálico (rede de ferro) com ligações parcialmente covalentes entre Fe e C, especialmente em carbetos. Em materiais como
há forte caráter metálico (condutividade, maleabilidade relativa comparada a sais) e ligações Fe–C com componente covalente direcional.
Conclusão prática: ligação mista — principalmente metálica (intermetálica / carburada) com contribuição covalente Fe–C. Na prova: “caráter metálico/intersticial com ligações covalentes parciais” — ou simplesmente “metálica com componente covalente (carbeto)”.
Passo 8
Identificação: composto formado só por não-metais (C e H).
é uma molécula discreta, aromática, com ligações covalentes e elétrons
deslocalizados ao longo do anel.
Conclusão: ligação covalente molecular; ligação
com delocalização
(resonância/aromaticidade). Na prova escreva “covalente molecular (aromático,
-delocalizado)”.
Passo 9
Identificação: composto III–V (In = grupo 13, As = grupo 15). Compostos III–V cristalizam em estruturas tipo zincblende: rede covalente tridimensional, mas com alguma diferença de eletronegatividade entre In e As, o que introduz uma ionicidade parcial. Essas características fazem de
um semicondutor com ligações covalentes polarizadas.
Conclusão: ligação covalente em rede com caráter polar (ou “covalente polar”) — classificar como semicondutor III–V (estrutura covalente polar).
Passo 10
Identificação: prata (
, metal) + cloro (
, halogênio).
é um sal iônico clássico (sólido cristalino), embora com alguma covalência parcial e propriedades particulares (fotossensível). Em termos de ligação predominante, é um haleto iônico.
Conclusão: ligação predominantemente iônica (
e
), com leve covalência em termos de polarização.
Passo 11
Identificação:
(grupo 13) e
(grupo 15) formam outro material III–V.
é um semicondutor do tipo zincblende com ligação covalente polarizada entre Ga e Sb; é similar a
quanto à natureza da ligação.
Conclusão: ligação covalente em rede com caráter polar (semicondutor III–V). Na prova: “covalente polar / covalente em rede (semicondutor)”.
Passo 12
Identificação:
é metal alcalino-terroso que forma
,
geralmente forma
. Compostos como
são sais iônicos típicos.
Conclusão: ligação iônica (
e
).
Passo 13
Identificação:
e
são não-metais;
existe em várias formas alotrópicas: hexagonal (
, análogo ao grafite) e cúbica (
, análogo ao diamante). Em ambas as formas a ligação B–N é covalente e fortemente direcional; em
é uma rede covalente 3D (muito dura), em
são camadas covalentes com forças de van der Waals entre camadas.
Conclusão: ligação covalente de rede (com possibilidade de camadas em
); em termos gerais: covalente (rede) com caráter parcialmente polarizado devido à diferença de eletronegatividade entre B e N.
Passo 14
- Metal + halogênio/oxigênio/sulfeto → primeiro palpite: iônico.
- Dois não-metais formando molécula discreta → covalente molecular.
- Dois elementos tipo III–V ou II–VI com estrutura cristalina → covalente em rede (semicondutor, covalente polar).
- Metal + semi-metal pesado (ex.: Te) ou compostos lanthanídeo–chalcogênio muitas vezes apresentam caráter metálico / intermetálico → pense “metálico” ou “caráter misto”.
- Carbetos de metais de transição / compósitos Fe–C → geralmente metálicos com componente covalente (carbeto/intersticial).
Vai por essas regras e, se a prova pedir justificativa curta, diga “posição periódica + diferenças de eletronegatividade + tipo estrutural (molécula vs rede cristalina)”.