Química Geral (Ligações Químicas, Forças Intermoleculares e Geometria) no ENEM

Questão 1

Uma reportagem sobre tecnologia e infraestrutura elétrica destaca que os fios usados para transportar energia até as casas da população são feitos de cobre, um metal escolhido por sua excelente condutividade. Para explicar esse comportamento, um químico recorre ao modelo do mar de elétrons: nos metais, os átomos abandonam seus elétrons de valência, que deixam de pertencer a um átomo específico e passam a se mover livremente por toda a estrutura. Os átomos, agora com carga positiva, ficam organizados de forma ordenada, imersos nessa nuvem de elétrons móveis que circula entre eles. Quando se aplica uma diferença de potencial, esses elétrons livres se deslocam e conduzem a corrente elétrica. Esse modelo de cátions fixos envoltos por elétrons deslocalizados descreve qual tipo de ligação química presente no cobre?

Gabarito: A. Na ligação metálica, os elétrons de valência se deslocalizam por toda a rede, formando um mar de elétrons que envolve os cátions. Essa mobilidade explica propriedades dos metais como a condução de calor e eletricidade, o brilho e a maleabilidade, fundamentais em fios e estruturas tecnológicas.

Questão 2

Durante uma atividade de pesquisa em sala, estudantes analisam a tabela periódica para entender como certas propriedades dos elementos variam de forma organizada. O professor explica que o raio atômico, que mede aproximadamente o tamanho do átomo, segue tendências regulares. Ao descer por uma mesma família, isto é, ao percorrer uma coluna de cima para baixo, novas camadas eletrônicas vão sendo adicionadas aos átomos, o que aumenta o tamanho dessas partículas. Já ao caminhar por um mesmo período da esquerda para a direita, a carga do núcleo aumenta e atrai mais fortemente os elétrons, o que tende a reduzir o tamanho do átomo. Esse comportamento ajuda a explicar muitas propriedades dos materiais usados na sociedade. Com base nessas tendências da tabela periódica, como varia o raio atômico ao se descer em uma mesma família?

Gabarito: A. As propriedades periódicas variam de modo previsível na tabela. O raio atômico cresce ao descer numa família, pela adição de camadas eletrônicas, e diminui ao avançar num período, pelo aumento da carga nuclear efetiva. Dominar essas tendências permite comparar tamanho, reatividade e eletronegatividade dos elementos.

Questão 3

Em um estudo sobre tecnologia de combustíveis e armazenamento, técnicos comparam três substâncias apolares formadas por moléculas semelhantes: o metano (CH₄), o etano (C₂H₆) e o propano (C₃H₈). Como nenhuma delas possui regiões com cargas parciais permanentes, as únicas forças que atraem suas moléculas são as forças de dispersão de London, originadas de dipolos instantâneos. O químico responsável explica à equipe que a intensidade dessas forças cresce conforme aumenta o tamanho da molécula e a quantidade de elétrons, pois moléculas maiores formam dipolos induzidos mais intensos. Por isso, entre substâncias quimicamente parecidas, aquela com a maior massa molecular costuma apresentar o maior ponto de ebulição. Considerando que todas as três são apolares e diferem apenas no tamanho, qual delas deve apresentar o maior ponto de ebulição?

Gabarito: A. As forças de dispersão de London existem em todas as moléculas e dependem do número de elétrons e do tamanho molecular: quanto maior a molécula, mais intensas elas são. Em séries de apolares semelhantes, o ponto de ebulição cresce com a massa molecular, justificando por que o propano ferve a temperatura mais alta que o metano.