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9.º ano · Ciências Físico-Químicas
Ligação química · Tipos de ligação química

Das ligações às propriedades

Na aula de laboratório, a professora entrega-te quatro sólidos brancos ou cinzentos, sem rótulo. Não podes provar nem cheirar. Como descobres de que tipo de material é cada um? Basta fazeres três perguntas simples: «Funde com facilidade?», «Conduz corrente?» e «Dissolve-se em água?». As respostas dizem-te como estão ligadas as partículas lá dentro.

Três testes, três pistas

O tipo de ligação química determina o comportamento de um material. Em laboratório, usamos três testes:

  • Temperatura de fusão: quanto mais fortes forem as ligações entre as partículas, mais energia é preciso para as separar e mais alta é a temperatura de fusão.

  • Condutibilidade elétrica: só há corrente se existirem cargas livres para se mover. Podem ser eletrões livres ou iões livres.

  • Solubilidade em água: a água dissolve bem muitos compostos iónicos, mas não os metais nem muitas substâncias moleculares e covalentes em rede.

Repara: o que importa não é só se conduz, mas em que estado conduz (sólido, fundido ou em solução).

Três cenários de condução: eletrões livres num metal, iões presos num sólido iónico e iões livres numa solução Metal: eletrões livresconduz Sólido iónico: iões presosnão conduz Solução: iões livresconduz
Pratica★★☆Por começar
Na aula, a professora apresentou quatro sólidos identificados apenas pelas letras W, X, Y e Z, juntamente com a tabela dos resultados de alguns testes laboratoriais. |…

Na aula, a professora apresentou quatro sólidos identificados apenas pelas letras W, X, Y e Z, juntamente com a tabela dos resultados de alguns testes laboratoriais.

Sólido Temperatura de fusão Conduz corrente no estado sólido? Solúvel em água? A solução aquosa conduz?
W cerca de $800\ \celsius$ Não Sim Sim
X cerca de $1\,085\ \celsius$ Sim Não —
Y cerca de $60\ \celsius$ Não Não —
Z acima de $3\,500\ \celsius$ Não Não —
  1. a) Atribui a cada sólido o tipo de estrutura que melhor explica os resultados: sólido iónico, sólido metálico, substância molecular ou sólido covalente (rede covalente). Justifica cada escolha.
  2. b) Propõe uma substância concreta, indicando o seu nome, que possa corresponder a cada uma das letras.
  3. c) Explica por que razão o sólido W não conduz corrente no estado sólido, mas a sua solução aquosa conduz.
  4. d) Para os sólidos X e Y a última coluna não apresenta resultados (—). Justifica a ausência desses testes.
Resolver

Quatro famílias de materiais

Juntando os três testes, podemos distinguir quatro tipos de sólidos.

Tipo Ligação T. de fusão Conduz no sólido? Solúvel em água? Conduz em solução ou fundido? Exemplo
Iónico iónica (catiões e aniões) alta não geralmente sim sim cloreto de sódio
Metálico metálica em geral alta sim não sim (conduz também fundido) cobre, ferro
Molecular covalente entre os átomos de cada molécula baixa não varia não açúcar, cera
Covalente em rede covalente por toda a rede muito alta em geral não (a grafite conduz) não — diamante

Porque é que as substâncias moleculares têm temperaturas de fusão baixas? Ao fundir, separam-se as moléculas umas das outras, e as forças entre elas são fracas. As ligações covalentes dentro de cada molécula não se rompem. No diamante, pelo contrário, para fundir é preciso partir ligações covalentes por todo o cristal, e isso exige muita energia.

Prever e justificar numa atividade laboratorial

Numa atividade laboratorial, convém prever os resultados antes de testar e depois comparar. Organiza sempre os resultados numa tabela e justifica cada classificação com os dados.

Pratica★★☆Por começar
Na atividade laboratorial «Propriedades de alguns materiais», a turma da Matilde dispôs de quatro amostras: sal de cozinha (cloreto de sódio), açúcar (sacarose), um…

Na atividade laboratorial «Propriedades de alguns materiais», a turma da Matilde dispôs de quatro amostras: sal de cozinha (cloreto de sódio), açúcar (sacarose), um prego de ferro e cera de vela. Para cada amostra, os alunos testaram a solubilidade em água e a condução de corrente elétrica no estado sólido.

  1. a) Organiza numa tabela os resultados que esperas obter, com as colunas: amostra, solúvel em água (sim/não) e conduz corrente no sólido (sim/não).
  2. b) Classifica cada amostra como sólido iónico, sólido metálico ou substância molecular, justificando com os resultados da tabela.
  3. c) O sal e o açúcar dissolvem-se ambos em água, mas só uma das soluções conduz corrente elétrica. Indica qual e explica a diferença a nível das partículas em solução.
  4. d) Indica duas regras de segurança que devem ser cumpridas durante esta atividade laboratorial.
Resolver

Em resumo

  • A temperatura de fusão mede a força das ligações entre as partículas: é alta nos compostos iónicos e nos sólidos covalentes em rede, e baixa nas substâncias moleculares.

  • Só há corrente elétrica se houver cargas livres: eletrões livres nos metais, iões livres nos compostos iónicos fundidos ou em solução.

  • Os metais conduzem no estado sólido. Os compostos iónicos só conduzem fundidos ou em solução.

  • As substâncias moleculares não conduzem em nenhum estado e têm temperaturas de fusão baixas.

  • Para classificar uma amostra, combina os três testes e justifica sempre com os resultados da tabela.

De volta ao início: perante os quatro sólidos sem rótulo, a temperatura de fusão, a condução no sólido e a solubilidade (com a condução da solução) indicam a classe de cada um.

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