Questão 9

ITA 2017

Química

(ITA - 2017 - 1 FASE)

O diagrama de van Arkel-Ketelar apresenta uma visão integrada das ligações químicas de compostos binários, representando os três tipos clássicos de ligação nos vértices de um triângulo. Os vértices esquerdo e direito da base correspondem, respectivamente, aos elementos menos e mais eletronegativos, enquanto o vértice superior do triângulo representa o composto puramente iônico. Com base no diagrama, assinale a opção que apresenta o composto binário de maior caráter covalente.

CCl₄

C₃N₄

CO₂

OF₂

Gabarito:

OF₂

Resolução:

Comentário: no diagrama da prova consta no eixo das "abscissas" a palavra eletronegativa. Na verdade trata-se da média aritmética dos valores de eletronegatividade, por isso a questão levou a vários equívocos nas respostas dos candidatos.
Observação teórica: O triângulo de ligações de Van Arkel-Ketelaar prevê o caráter iônico, metálico e covalente de uma ligação química. Quanto mais acima, mais iônico será o caráter da ligação, quanto mais abaixo e à direita, mais covalente e quanto mais à esquerda e abaixo, maior será o caráter metálico da ligação.

Valores atualizados de eletronegatividade de Linus Pauling para os átomos presentes nas moléculas C= 2,55; Cl=3,16; N=3,04; O=3,44

Cálculo do módulo da diferença de eletronegatividade por molécula:

$CCl_{4}:Delta E=left | E_{C}-E_{Cl} ight |=left | 2,55-3,16 ight |=0,61$

$C_{3}N_{4}:Delta E=left | E_{C}-E_{N} ight |=left | 2,55-3,04 ight |=0,49$

$CO_{2}:Delta E=left | E_{C}-E_{O} ight |=left | 2,55-3,44 ight |=0,89$

$NO:Delta E=left | E_{N}-E_{O} ight |=left | 3,04-3,44 ight |=0,40$

$OF_{2}:Delta E=left | E_{O}-E_{F} ight |=left | 3,44-3,96 ight |=0,52$

Cálculo da média aritmética dos valores de eletronegatividade de Linus Pauling por molécula:
$CCl_{4}:frac{E_{C}+E_{Cl}}{2}=frac{2,55+3,16}{2}=2,885$

$C_{3}N_{4}:frac{E_{C}+E_{Cl}}{2}=frac{2,55+3,04}{2}=2,795$

$CO_{2}:frac{E_{C}+E_{O}}{2}=frac{3,04+3,44}{2}=2,995$

$NO:frac{E_{N}+E_{O}}{2}=frac{3,04+3,44}{2}=3,240$

$OF_{2}:frac{E_{O}+E_{F}}{2}=frac{3,44+3,96}{2}=3,700$

Coordenadas para as moléculas alternativas:

$CCl_{4}:(0,31;2,885)$

$C_{3}N_{4}:(0,49;2,795)$

$CO_{2}:(0,89;2,995)$

$NO:(0,40;3,240)$

$OF_{2}:(0,52;3,700)$

Aplicando os valores obtidos no diagrama fornecido no enunciado, obtemos:

Conclusão: com base no diagrama, o compsto binário de maior caráter covalente é o OF2, pois está localizado mais a direita dentro do triângulo de Van Arkel-Ketelaar

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