Questão 102 — ENEM 2017Caderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Interações intermoleculares e força íon-dipolo (com apoio de ligações iônicas e polaridade molecular)
• ⚡ Nível: Médio — a dificuldade está em não confundir a ligação iônica que forma o próprio sal com a interação que prende a água na superfície dele.
• 🎯 Tema/Habilidade: Forças intermoleculares aplicadas a um fenômeno atmosférico real (formação de núcleos de condensação e chuva); competência de usar conceitos químicos para interpretar processos ambientais.
• 🏆 Gabarito: D — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Que tipo de força atrai as moléculas de vapor de água para a superfície da partícula sólida de sal de amônio (NH4X)?"
• Palavras-chave decisivas: núcleos de condensação, NH4X (sal), fixação de moléculas de água
• Armadilha típica: confundir a ligação iônica que já mantém o cristal de NH4X coeso (entre NH4⁺ e X⁻) com a força que atrai a água até essa superfície — são dois fenômenos distintos: um é intrapartícula, o outro é a interação partícula–água.
• O que a resposta precisa demonstrar: que o candidato reconhece a água como molécula polar (dipolo permanente) e o núcleo de condensação como um sólido iônico, concluindo que a atração entre eles é do tipo íon-dipolo.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Ligação iônica: força eletrostática entre íons de cargas opostas (cátions e ânions) que mantém coeso um retículo cristalino, como o do sal NH4X. Ocorre dentro da própria partícula sólida.
• Molécula polar (dipolo permanente): molécula em que a distribuição de elétrons é assimétrica, criando um polo parcialmente negativo (δ-) e outro parcialmente positivo (δ+). A água é o exemplo clássico: o oxigênio concentra densidade eletrônica (δ-) e os hidrogênios ficam com δ+.
• Interação íon-dipolo: atração eletrostática entre um íon (carga elétrica total, inteira) e o polo de uma molécula polar (carga parcial). É mais intensa que dipolo-dipolo, pois envolve uma carga cheia atraindo uma carga parcial.
• Núcleo de condensação: partícula sólida microscópica (aqui, o sal NH4X) cuja superfície expõe íons capazes de atrair e reter moléculas de água, iniciando o processo de formação de gotículas.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "reação de ácidos (HX) com a base NH3 ... dando origem a sais de amônio (NH4X)" → revela que o produto formado é um composto iônico, um sal, constituído pelo cátion NH4⁺ e pelo ânion X⁻.
• Evidência 2: equação da figura, HX(g) + NH3(g) → NH4X(s) → confirma que o NH4X é a partícula sólida mencionada, com superfície carregada, e não uma molécula neutra covalente comum.
• Evidência 3: "partículas... funcionam como núcleos de condensação" e "fixação de moléculas de vapor de água pelos núcleos de condensação" → o foco da pergunta é a interação ENTRE o sal sólido e a água, não a reação que originou o sal.
• Síntese: como o núcleo de condensação é um sólido iônico e a água é uma molécula polar, a fixação da água sobre esse núcleo só pode se dar por atração eletrostática entre íons da superfície do sal e o dipolo da molécula de água — ou seja, uma interação íon-dipolo.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Identificar a natureza química do núcleo de condensação

A equação HX(g) + NH3(g) → NH4X(s) representa uma reação ácido-base de Brønsted-Lowry: o ácido HX doa um próton (H⁺) para a base NH3, formando o cátion amônio (NH4⁺); esse cátion se associa ao ânion X⁻ (base conjugada do ácido HX), originando o sal NH4X(s). Um sal é, por definição, um composto iônico — sua estrutura sólida é sustentada por ligações iônicas entre NH4⁺ e X⁻. É justamente esse sólido iônico, com cargas positivas e negativas expostas em sua superfície, que atua como núcleo de condensação na atmosfera.

Subpasso 4.2 — Identificar a natureza da água e a interação com o núcleo

A molécula de água (H2O) é angular e polar: o oxigênio, mais eletronegativo, puxa a densidade eletrônica das ligações O–H para si, gerando um polo δ- sobre o oxigênio e polos δ+ sobre os hidrogênios. A água é, portanto, um dipolo permanente. Quando as moléculas de vapor de água se aproximam da superfície do cristal de NH4X, os íons expostos exercem atração eletrostática sobre os polos opostos da água: o cátion NH4⁺ atrai o polo negativo da água (o átomo de oxigênio), enquanto o ânion X⁻ atrai o polo positivo da água (os átomos de hidrogênio). Essa atração entre uma espécie com carga total (o íon) e uma espécie com cargas parciais (o dipolo da água) é, por definição, uma interação íon-dipolo — o mesmo mecanismo que explica, por exemplo, a hidratação de íons Na⁺ e Cl⁻ quando o sal de cozinha se dissolve em água.

Subpasso 4.3 — Verificação

Confrontando com as alternativas: a ligação iônica (A) já foi consumida na formação do próprio NH4X, não descreve a atração sobre a água; dipolo-dipolo (B) e dipolo-dipolo induzido (C) exigiriam que o núcleo fosse, respectivamente, uma molécula polar neutra ou apolar — mas o núcleo é um sólido iônico; a ligação covalente (E) implicaria compartilhamento de elétrons formando uma nova substância, o que não ocorre na simples adsorção física da água na superfície do sal. A única alternativa compatível com "íon (superfície do NH4X) atraindo dipolo (H2O)" é a interação íon-dipolo — alternativa D.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) ligações iônicas.

❌ Incorreta: a ligação iônica é a força que mantém o próprio sal NH4X coeso, entre o cátion NH4⁺ e o ânion X⁻ dentro do retículo cristalino. Ela não descreve a interação entre esse sólido e a molécula de água, que é eletricamente neutra e não forma um novo composto iônico ao ser fixada na superfície.

B) interações dipolo-dipolo.

❌ Incorreta: interações dipolo-dipolo ocorrem entre duas moléculas polares neutras (dois dipolos permanentes atraindo-se mutuamente). Aqui, um dos participantes — o núcleo de condensação — é um sólido iônico, com íons de carga elétrica total, e não uma molécula polar neutra. Por isso essa classificação não se aplica ao caso.

C) interações dipolo-dipolo induzido.

❌ Incorreta: esse tipo de força surge entre uma molécula polar e uma molécula apolar, na qual o dipolo permanente induz um dipolo temporário na espécie apolar (como ocorre, por exemplo, com o I2 dissolvido em água). O NH4X não é uma molécula apolar neutra, mas sim um sólido iônico, o que descarta essa alternativa.

D) interações íon-dipolo.

✅ Correta: o núcleo de condensação é um sólido iônico (NH4X), cuja superfície expõe os íons NH4⁺ e X⁻. A água, molécula polar, tem seu dipolo permanente atraído eletrostaticamente por esses íons — o cátion atrai o polo negativo da água (oxigênio) e o ânion atrai o polo positivo (hidrogênios). Essa é exatamente a definição de interação íon-dipolo, o mesmo mecanismo responsável pela solvatação de sais em meio aquoso.

E) ligações covalentes.

❌ Incorreta: a ligação covalente envolve compartilhamento de pares de elétrons entre átomos para formar uma nova ligação química estável. A fixação da água na superfície do núcleo de condensação é uma interação eletrostática física e reversível (adsorção), não a criação de uma nova ligação covalente entre o sal e a água.

🏆 Gabarito: D — como o núcleo de condensação é um composto iônico (NH4X) e a água é uma molécula polar, a única força capaz de descrever essa atração eletrostática entre íon e dipolo permanente é a interação íon-dipolo.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: como o núcleo de condensação é um sólido iônico e a água é uma molécula polar, apenas a interação íon-dipolo combina corretamente "carga total" (íon) com "carga parcial" (dipolo da água); nenhuma outra alternativa reúne essas duas naturezas químicas.
• Padrão de cobrança: o ENEM recorrentemente cobra a identificação de forças intermoleculares (dipolo-dipolo, dipolo-dipolo induzido, ligação de hidrogênio, íon-dipolo) em contextos ambientais, biológicos ou industriais, exigindo que o estudante primeiro identifique a natureza das espécies envolvidas antes de nomear a força correta.
• Generalização: sempre que uma espécie iônica (sal, íon livre ou sólido iônico) interage com uma molécula polar como a água, a força correta é íon-dipolo — nunca ligação iônica (que é interna ao próprio composto) e nunca dipolo-dipolo (que exige duas moléculas neutras polares).
• Dica de eliminação rápida: pergunte sempre "quem interage com quem?". Se um dos lados é um íon (ou um sólido iônico) e o outro é uma molécula polar neutra, elimine de cara ligação iônica, dipolo-dipolo, dipolo-dipolo induzido e ligação covalente — resta apenas a interação íon-dipolo.
• Conexões: este mesmo raciocínio explica por que sais se dissolvem em água (hidratação de íons) e é a base química por trás da poluição atmosférica e da chuva ácida, temas frequentes em questões de química ambiental do ENEM.