Cada questão vale 1,25 ponto.
A maior parte dos materiais cerâmicos apresenta ligações mistas iônica-covalente. Calcule a porcentagem de caráter iônico para as ligações em cada um dos seguintes compostos: (i) MgO , (ii) GaP, (iii) CsF e (iv) FeO. (b) Qual destes compostos apresenta o maior grau de ligação covalente? O grau de caráter iônico para um composto formado por elementos A e B (onde A é o elemento mais eletronegativo) pode ser aproximado por: %IC= 1-exp [-(0,25)(XA-XB)^2] times 100, onde XA e XB são as eletronegatividades dos respectivos elementos.
Tabela 1. Os valores de eletronegatividade para os elementos.
|c|c|c|c|c|c| hline$M g$ & $O$ & $Ga$ & P & Cs & F hline 1,2 & 3,5 & 1,6 & 2,1 & 0,7 & 4,0 hline P Cs F
1,2 3,5 1,6 2,1 0,7 4,0

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre ligações químicas em materiais cerâmicos! A pergunta pede para a gente calcular a percentagem de caráter iônico das ligações em quatro compostos diferentes: MgO, GaP, CsF e FeO. Além disso, temos que descobrir qual desses compostos tem o maior grau de ligação covalente. Para isso, vamos usar a fórmula que relaciona a eletronegatividade dos elementos envolvidos na ligação. Vamos precisar entender um pouco sobre eletronegatividade e como ela influencia o tipo de ligação entre os átomos.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar a fórmula que vamos usar para calcular a percentagem de caráter iônico ( %IC):
%IC = 1 - exp[-0,25 times (XA - XB)^2] times 100
Aqui, XA e XB são as eletronegatividades dos elementos A e B que formam a ligação. Eletronegatividade é uma medida de quão fortemente um átomo atrai os elétrons na ligação química.

Passo 3

Vamos começar coletando as eletronegatividades dos elementos de cada composto usando a tabela fornecida:
  • MgO:
    • XMg = 1,2
    • XO = 3,5
  • GaP:
    • XGa = 1,6
    • XP = 2,1
  • CsF:
    • XCs = 0,7
    • XF = 4,0
  • FeO:
    • O valor de eletronegatividade do Fe não está na tabela, mas sabemos que Fe tem aproximadamente XFe = 1,8
    • XO = 3,5

Passo 4

Agora, vamos aplicar a fórmula para calcular a %IC de cada composto.

1. MgO

%IC = 1 - exp[-0,25 times (3,5 - 1,2)^2] times 100
Calculando:
De
%IC = 1 - exp[-0,25 times (2,3)^2] times 100
= 1 - exp[-0,25 times 5,29] times 100
= 1 - exp(-1,3225) times 100 approx 1 - 0,267 times 100 = 73,3%

2. GaP

%IC = 1 - exp[-0,25 times (2,1 - 1,6)^2] times 100
Calculando:
De
%IC = 1 - exp[-0,25 times (0,5)^2] times 100
= 1 - exp[-0,25 times 0,25] times 100
= 1 - exp(-0,0625) times 100 approx 1 - 0,939 times 100 = 6,1%

3. CsF

%IC = 1 - exp[-0,25 times (4,0 - 0,7)^2] times 100
Calculando:
De
%IC = 1 - exp[-0,25 times (3,3)^2] times 100
= 1 - exp[-0,25 times 10,89] times 100
= 1 - exp(-2,7225) times 100 approx 1 - 0,065 times 100 = 93,5%

4. FeO

%IC = 1 - exp[-0,25 times (3,5 - 1,8)^2] times 100
Calculando:
De
%IC = 1 - exp[-0,25 times (1,7)^2] times 100
= 1 - exp[-0,25 times 2,89] times 100
= 1 - exp(-0,7225) times 100 approx 1 - 0,485 times 100 = 51,5%

Passo 5

Agora que temos a %IC de cada composto, vamos resumir:
  • MgO: 73,3% caráter iônico
  • GaP: 6,1% caráter iônico
  • CsF: 93,5% caráter iônico
  • FeO: 51,5% caráter iônico
Para encontrar qual composto tem o maior grau de ligação covalente, procuramos aquele com a menor percentagem de caráter iônico, já que a ligação covalente aumenta à medida que o caráter iônico diminui.

Resposta

O composto GaP apresenta o maior grau de ligação covalente, com apenas 6,1% de caráter iônico.

Exercícios relacionados