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Questão 41 da UFPR 2022

1ª fase

O hexafluoreto de tungstênio é empregado na indústria de semicondutores para formar filmes metálicos de tungstênio que servem de condutores elétricos. O composto é apropriado para tal aplicação por ser um gás nas condições ambientes e reagir na presença do silício de dispositivos semicondutores.

A estrutura do hexafluoreto de tungstênio que melhor explica as propriedades citadas é a de:

  1. A
    estrutura polimérica ligada covalentemente.
  2. B
    flúor e tungstênio formando ligação metálica.
  3. C
    fluoreto e tungstênio formando ligação iônica.
  4. D
    tungstênio metálico dopado com átomos de flúor.
  5. E
    molécula discreta formada por ligações covalentes.
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Resolução comentada

O WF_6 é um gás nas condições ambientes. Isso indica interações intermoleculares muito fracas, o que só ocorre quando a substância é formada por moléculas separadas (discretas), sem uma rede que prenda todos os átomos.

Analisando os tipos de estrutura:

  1. Rede iônica, metálica ou covalente (polimérica): todos os átomos ficam unidos em um arranjo extenso. É preciso romper ligações fortes para fundir ou vaporizar, então a substância seria sólida, com pontos de fusão e ebulição altos.
  2. Molécula discreta: os átomos se ligam covalentemente dentro de cada molécula, e uma molécula interage com as outras só por forças fracas (dipolo induzido). Isso dá pontos de fusão e ebulição baixos, compatível com um gás.

O flúor é um ametal e o tungstênio, embora metal, forma com ele ligações com caráter covalente, pois a diferença de eletronegatividade e o alto estado de oxidação (+6) favorecem esse caráter. Seis átomos de F ao redor de um W formam uma molécula octaédrica apolar, com atração fraca entre as moléculas.

O fato de reagir com o silício para depositar tungstênio metálico é coerente com uma molécula volátil que leva o W até a superfície do semicondutor, onde o F sai como SiF_4 (também gasoso).

Portanto, a estrutura que explica as propriedades é a de molécula discreta com ligações covalentes.

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AUm polímero covalente é uma rede extensa, que seria sólida e não gasosa.
  • BLigação metálica ocorre entre metais e levaria a um sólido condutor, não a um gás.
  • CUm composto iônico formaria retículo cristalino sólido, com pontos de fusão altos.
  • DTungstênio metálico dopado com flúor seria um sólido metálico, não um gás.

Assuntos: ligações químicas, propriedades físicas dos compostos, substâncias moleculares.

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Fonte: UFPR 2022 · Fase única. Prova oficial ↗