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FUVEST 2011
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.
A substância representada por esse modelo tridimensional pode ser
a
sílica, (SiO2)n.
b
diamante, C.
c
cloreto de sódio, NaC
.
d
zinco metálico, Zn.
e
celulose, (C6H10O5)n.
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Resposta
A
Tempo médio
45 s
Resolução
Observe o modelo: há dois tipos de átomos (esferas claras e escuras) ligados por bastões (ligações covalentes) formando uma rede tridimensional contínua.
- Diamante (C) → só um tipo de átomo; todas as esferas teriam a mesma cor. Descarta B.
- Zn metálico → um único tipo de átomo e ligações metálicas (rede compacta, sem pares bem definidos). Descarta D.
- NaCl → dois tipos de íons dispostos em arranjo cúbico regular; bastões não representam ligações covalentes, mas interações eletrostáticas. O modelo da figura mostra claramente pares direcionais (covalentes). Descarta C.
- Celulose → é um polímero molecular; cada cadeia longa é individual e as moléculas interagem por ligações de hidrogênio, não formando uma rede covalente infinita em 3-D. Descarta E.
- SiO2 (sílica/quartzo) → rede covalente tridimensional onde cada Si (esfera maior e mais clara) está tetraedricamente ligado a 4 O (esferas menores e escuras) que, por sua vez, fazem ponte com outros Si. O desenho coincide exatamente.
Portanto, a substância é sílica, (SiO2)n.
Dicas
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Quantos tipos de átomos aparecem no desenho?
As ligações parecem direcionais (covalentes) ou são apenas contatos eletrostáticos?
Qual substância forma uma rede covalente 3-D com dois tipos de átomos?
Erros Comuns
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Achar que toda rede tridimensional com dois tipos de partículas é iônica (confundir com NaCl).
Confundir qualquer rede tetraédrica com o diamante sem notar a presença de átomos diferentes.
Ignorar que a celulose é constituída por moléculas independentes unidas por interações intermoleculares.
Revisão
Redes covalentes (sólidos covalentes)
- Formados por átomos unidos entre si por ligações covalentes que se estendem infinitamente em 2 ou 3 dimensões.
- Apresentam PF e PE muito elevados, grande dureza e baixa condutividade elétrica (exceto grafite em uma direção).
Exemplos clássicos
- Diamante: C (um tipo de átomo, arranjo tetraédrico).
- Quartzo/Sílica: SiO2 (dois átomos diferentes, Si tetraédrico ligado a O).
- Carbeto de silício, nitreto de boro, etc.
Redes iônicas e metálicas
- Iônicas (NaCl): íons positivos e negativos em posições fixas, não há direcionamento de ligação.
- Metálicas (Zn): núcleos positivos imersos em "mar" de elétrons, estrutura compacta.
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