Que tipo de ligação você espera encontrar nos seguintes materiais: GdO, GdTe, SO2, \mathrm{Rbl}, \mathrm{FeC}, \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{6}, 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):
  • \mathrm{GdO}
  • \mathrm{GdTe}
  • \mathrm{SO_2}
  • \mathrm{Rbl} (interpreto isto como um haleto alcalino — vou discutir isso abaixo)
  • \mathrm{FeC}
  • \mathrm{C_6H_6}
  • \mathrm{InAs}
  • \mathrm{AgCl}
  • \mathrm{GaSb}
  • \mathrm{CaS}
  • \mathrm{BN}
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 ( \mathrm{M}^{+},\mathrm{X}^{-}) e altos pontos de fusão.
  • Ligação covalente (molecular): ocorre quando átomos compartilham pares de elétrons para formar moléculas discretas; ex.: \mathrm{SO_2}, \mathrm{C_6H_6}. 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, \mathrm{c\text{-}BN}); 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.: \mathrm{InAs}, \mathrm{GaSb}): 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 \mathrm{Fe_3C}), 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: \mathrm{Gd} é um metal de terras raras (lantanídeo), \mathrm{O} é muito eletronegativo (oxigênio). Lantanídeos tipicamente formam óxidos iônicos (por exemplo \mathrm{Gd_2O_3} é o óxido estável de gadolínio). Mesmo que a estequiometria \mathrm{GdO} 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 \mathrm{Gd}^{2+/3+} e \mathrm{O}^{2-} → ligação iônica.

Passo 4

Identificação: \mathrm{Te} é um calcogênio pesado (semimetal/metaloide em comportamento químico), \mathrm{Gd} 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 \mathrm{Gd} e \mathrm{Te}).
Conclusão prática: caráter majoritariamente metálico / intermetálico com componente covalente/ionicidade moderada. Para prova: classificar como “metálico / intermetálico (caráter misto)”.

Passo 5

Identificação: \mathrm{S} e \mathrm{O} são não-metais; \mathrm{SO_2} 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 \mathrm{Rbl}. A letra final parece um “l” minúsculo; o mais provável em química inorgânica é que se trate de um haleto de rubídio, isto é \mathrm{RbI}. Vou assumir \mathrm{RbI} (se for outro, o raciocínio é análogo: haleto de um metal alcalino com um halogênio é iônico).
Identificação: \mathrm{Rb} é metal alcalino (muito eletropositivo), \mathrm{I} é halogênio (muito eletronegativo). Formam sais iônicos cristalinos do tipo haleto alcalino.
Conclusão: ligação iônica, ião \mathrm{Rb}^{+} e \mathrm{I}^{-}.

Passo 7

Interpretação: fórmulas de carbetos de ferro mais comuns são \mathrm{Fe_3C} (cementita) ou carbetos intersticiais; a fórmula escrita \mathrm{FeC} 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 \mathrm{Fe_3C} 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). \mathrm{C_6H_6} é uma molécula discreta, aromática, com ligações covalentes e elétrons \pi deslocalizados ao longo do anel.
Conclusão: ligação covalente molecular; ligação \mathrm{C–C} com delocalização \pi (resonância/aromaticidade). Na prova escreva “covalente molecular (aromático, \pi-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 \mathrm{InAs} 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 ( \mathrm{Ag}, metal) + cloro ( \mathrm{Cl}, halogênio). \mathrm{AgCl} 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 ( \mathrm{Ag}^{+} e \mathrm{Cl}^{-}), com leve covalência em termos de polarização.

Passo 11

Identificação: \mathrm{Ga} (grupo 13) e \mathrm{Sb} (grupo 15) formam outro material III–V. \mathrm{GaSb} é um semicondutor do tipo zincblende com ligação covalente polarizada entre Ga e Sb; é similar a \mathrm{InAs} 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: \mathrm{Ca} é metal alcalino-terroso que forma \mathrm{Ca}^{2+}, \mathrm{S} geralmente forma \mathrm{S}^{2-}. Compostos como \mathrm{CaS} são sais iônicos típicos.
Conclusão: ligação iônica ( \mathrm{Ca}^{2+} e \mathrm{S}^{2-}).

Passo 13

Identificação: \mathrm{B} e \mathrm{N} são não-metais; \mathrm{BN} existe em várias formas alotrópicas: hexagonal ( \mathrm{h\text{-}BN}, análogo ao grafite) e cúbica ( \mathrm{c\text{-}BN}, análogo ao diamante). Em ambas as formas a ligação B–N é covalente e fortemente direcional; em \mathrm{c\text{-}BN} é uma rede covalente 3D (muito dura), em \mathrm{h\text{-}BN} são camadas covalentes com forças de van der Waals entre camadas.
Conclusão: ligação covalente de rede (com possibilidade de camadas em \mathrm{h\text{-}BN}); 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)”.

Resposta

\mathrm{GdO}: iônica (predominantemente iônica, com pequena covalência)
\mathrm{GdTe}: metálica / intermetálica (caráter misto, tendência metálica)
\mathrm{SO_2}: covalente molecular (polar, com ressonância S=O)
\mathrm{RbI} (interpretado de \mathrm{Rbl}): iônica
\mathrm{FeC}: metálica com componente covalente (carbeto / intersticial — caráter misto)
\mathrm{C_6H_6}: covalente molecular (aromático, \pi-delocalizado)
\mathrm{InAs}: covalente em rede polar (semicondutor III–V)
\mathrm{AgCl}: iônica (com leve covalência/polarização)
\mathrm{GaSb}: covalente em rede polar (semicondutor III–V)
\mathrm{CaS}: iônica
\mathrm{BN}: covalente em rede (h-BN: camadas covalentes; c-BN: rede covalente 3D)

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