PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 32 da FUVEST 2011

1ª fase · Química: Ligação covalente e estruturas de Lewis

A figura abaixo traz um modelo da estrutura microscópica de determinada substância no estado sólido, estendendo-se pelas três dimensões do espaço. Nesse modelo, cada esfera representa um átomo e cada bastão, uma ligação química entre dois átomos.

Modelo tridimensional da estrutura microscópica de uma substância no estado sólido, composto por esferas de dois tamanhos conectadas por bastões em rede tridimensional: esferas maiores coordenadas a quatro esferas menores em geometria tetraédrica, e esferas menores conectadas a duas esferas maiores.

A substância representada por esse modelo tridimensional pode ser

  1. A
    sílica, (\ce{SiO2})_n.
  2. B
    diamante, \ce{C}.
  3. C
    cloreto de sódio, \ce{NaCl}.
  4. D
    zinco metálico, \ce{Zn}.
  5. E
    celulose, (\ce{C6H10O5})_n.
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Resolução comentada

A figura mostra um sólido em que os átomos estão ligados por bastões (ligações covalentes) formando uma rede tridimensional contínua. Há dois tipos de átomo: os maiores (cinza), cada um ligado a quatro átomos pequenos (pretos), e os pequenos, cada um ligado a apenas dois átomos grandes.

Isso dá a proporção entre os átomos:

  1. Cada átomo grande faz 4 ligações, com 4 átomos pequenos.
  2. Cada átomo pequeno faz 2 ligações, com 2 átomos grandes.
  3. Contando as ligações: 4 \times N_{\text{grandes}} = 2 \times N_{\text{pequenos}}, logo N_{\text{pequenos}} = 2\,N_{\text{grandes}}.

A fórmula mínima é, portanto, do tipo \ce{XY2}, e o sólido é um retículo covalente.

A sílica, (\ce{SiO2})_n, se encaixa: o Si (maior) liga-se a 4 O em tetraedro, e cada O (menor) faz ponte entre 2 Si.

O diamante teria um só tipo de átomo, todos com 4 ligações. O \ce{NaCl} é iônico, sem bastões covalentes direcionais. O zinco é metálico, com um só tipo de átomo. A celulose é um polímero de cadeias, com C, H e O, e não uma rede tridimensional contínua.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BO diamante tem um único tipo de átomo, todos com 4 ligações; a figura mostra dois tipos de átomo.
  • CO NaCl é iônico, com retículo cúbico de íons, sem ligações covalentes em tetraedro nem átomos com 2 ligações.
  • DO zinco metálico tem um só tipo de átomo, em empacotamento compacto, sem ligações direcionais.
  • EA celulose é um polímero em cadeias, com C, H e O, e não uma rede covalente tridimensional contínua.

Assunto: Ligação covalente e estruturas de Lewis.

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