UNICID 2014
Água (H2O) e dióxido de carbono (CO2) são duas substâncias que compõem a atmosfera terrestre, tendo participação na retenção do calor do sol, gerando dessa forma o chamado efeito estufa. Suas fórmulas estruturais estão representadas a seguir.
Sobre as moléculas de H2O e CO2, é correto afirmar que
ambas são formadas por três elementos.
as ligações intermoleculares presentes na substância CO2 são mais intensas do que na substância H2O, visto que a massa molar do CO2 é maior.
não pode haver reação química entre elas, pois H2O é líquido na temperatura ambiente, enquanto que CO2 é gasoso.
apenas H2O é iônica, pois possui um par de elétrons isolado.
ambas apresentam ligações polares, mas apenas o CO2 é apolar.
Resolução
Resolução detalhada
Para decidir qual alternativa descreve corretamente as moléculas de água (H2O) e dióxido de carbono (CO2), analisaremos:
- Tipo das ligações químicas (covalentes, polares ou apolares).
- Geometria molecular, segundo o modelo VSEPR (Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência).
- Polaridade global da molécula, resultante da soma vetorial dos dipolos das ligações.
1. Água – H2O
- O átomo central é o oxigênio (O), com 2 pares de elétrons ligantes (O–H) e 2 pares de elétrons não-ligantes.
- Pelo VSEPR, a repulsão entre esses quatro pares gera uma geometria tetraédrica de pares eletrônicos, mas a forma da molécula (considerando apenas os átomos) é angular ("em V").
- As ligações O–H são polares (ΔEN ≈ 1,4).
- Como o ângulo entre as ligações não é 180° (≈104,5°) e os dipolos não se anulam, a molécula apresenta momento dipolar diferente de zero.
Conclusão: H2O é polar.
2. Dióxido de carbono – CO2
- O átomo central é o carbono (C) com 2 pares de elétrons ligantes (duplas ligações C=O) e 0 pares não-ligantes.
- Pelo VSEPR, a geometria é linear (180°).
- Cada ligação C=O é polar (ΔEN ≈ 1,0).
- Na molécula linear, os dois vetores dipolo têm mesma intensidade e direções opostas, cancelando-se.
Conclusão: CO2 é apolar, apesar de possuir ligações polares.
3. Verificação das alternativas
E) “Ambas apresentam ligações polares, mas apenas o CO2 é apolar.”
Esta frase descreve exatamente a situação analisada: H2O e CO2 têm ligações polares, porém só a molécula de CO2 é globalmente apolar (momento dipolar nulo). Logo, a alternativa E é correta.
Dicas
Erros Comuns
Revisão dos conceitos-chave
- Eletronegatividade (ΔEN): diferença de eletronegatividade determina se a ligação é iônica (ΔEN >≈1,7), covalente polar (0 < ΔEN <≈1,7) ou covalente apolar (ΔEN ≈ 0).
- Geometria molecular (VSEPR): pares ligantes e não-ligantes ao redor do átomo central definem a forma espacial.
- Momento dipolar (µ): vetor soma dos dipolos individuais; se µ ≠ 0, a molécula é polar; se µ = 0, apolar.
- Ligações de hidrogênio: dipolo permanente forte entre moléculas contendo H ligado a F, O ou N; importantes na água.
