Ligações Químicas Interatômicas

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1 Ligações Químicas Interatômicas Parte I TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: A energia que cada alimento possui será gradativamente liberada e utilizada pelo corpo para a realização de várias funções, como digestão, respiração, prática de exercícios... Imagine que um aluno de uma Etec consumiu em seu almoço 4 colheres de sopa de arroz com feijão; salada com 3 folhas de alface e meio tomate, temperada com meia colher de sopa de azeite, meia colher de sopa de vinagre e uma pitada de sal; 1 copo de suco natural de abacaxi; 1 coxa de frango e, quando saiu da mesa, não resistiu aos brigadeiros, que sua irmã trouxe da festa de uma amiguinha, comendo 2 de sobremesa. Tabela de Calorias dos Alimentos 04) A geometria molecular do BrF 5 é representada por uma forma geométrica classificada como poliedro convexo regular. 08) A relação de Euler V - A + F = 2 (onde V = número de vértices, A = número de arestas, F = número de faces) é válida para a figura geométrica formada pela molécula de SF 6. 16) Na figura geométrica formada pela molécula de metano, não existe paralelismo entre duas arestas quaisquer no espaço, enquanto que para a figura geométrica formada pela molécula SF 6 existe. 3. (Uerj 2014) Um nanotubo é uma estrutura cilíndrica microscópica formada apenas por átomos de carbono com hibridação sp 2. O esquema abaixo representa um corte lateral de um nanotubo. Cada esfera corresponde ao núcleo de um átomo e cada traço a uma ligação entre carbonos. Não estão indicadas no esquema as ligações do tipo pi. Alimento Quantidade kcal Arroz com feijão 2 colheres de sopa (40g) 75 Alface 2 folhas (20g) 4 Tomate 1 unidade (100g) 20 Azeite de oliva 1 colher de sopa (10g) 90 Vinagre 1 colher de sopa (15g) 3 Sal branco refinado 1 colher de chá (6g) 0 Suco de abacaxi natural 1 copo de 240 ml 100 Coxa de frango 1 unidade (100g) 144 Brigadeiro 1 unidade (30g) 96 (http://www.faac.unesp.br/pesquisa/nos/bom_apetite/tab elas/cal_ali.htm Acesso em: Adaptado) 1. (G1 - cps 2012) Sobre os alimentos ingeridos pelo aluno, é correto afirmar que a) o tomate é um legume. b) o vinagre apresenta caráter básico. c) o azeite de oliva é uma fonte de proteína. d) o principal componente do sal de cozinha é o cloreto de sódio. e) os alimentos liberam energia para nosso organismo em processo endotérmico. 2. (Uem 2012) Assinale o que for correto. 01) Considerando que a distância entre dois átomos de hidrogênio é diferente da distância entre um átomo de nitrogênio e um átomo de hidrogênio, pode-se afirmar que a geometria molecular da molécula de amônia é representada por uma forma geométrica classificada como poliedro convexo regular. 02) A geometria molecular do PCl 5 é representada por uma forma geométrica classificada como poliedro convexo não regular. O número de ligações duplas realizadas por átomo em um nanotubo corresponde a: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Utilize as informações a seguir para responder à(s) seguinte(s) questão(ões) O ciclo do nitrogênio é extremamente importante para os seres vivos. Esse elemento faz parte de diversos compostos orgânicos, como proteínas e ácidos nucleicos. Na tabela, há exemplos de formas químicas do nitrogênio incorporadas por alguns seres vivos. Página 1

2 Seres vivos Plantas bactérias Composto nitrogenado orgânico inorgânico amônia ( NH 3 ) aminoácidos animais - nitrato ( NO3 ) amônia ( NH 3 ) nitrato ( NO3 ) nitrito ( NO2 ) 08) Sais formados entre metais alcalinos e halogênios apresentarão, para ambos os íons, uma camada de valência do tipo s 2 p 6, exceto o Li +. 16) A quantidade de energia envolvida na segunda ionização do sódio é de valor aproximadamente igual ao envolvido na primeira ionização. 7. (G1 - utfpr 2013) Um átomo de um determinado elemento químico possui a seguinte configuração eletrônica: (Uerj 2014) O nitrato, íon de geometria trigonal plana, serve como fonte de nitrogênio para as bactérias. Observe as seguintes fórmulas estruturais: A fórmula que corresponde ao íon nitrato está identificada pelo seguinte número: a) I b) II c) III d) IV 5. (Ufrn 2013) O etino (C 2 H 2 ), conhecido como acetileno, é bastante usado em solda de metais. Quando obtido na indústria, pode apresentar impurezas como o sulfeto de hidrogênio (H 2 S), molécula de geometria angular. Se o gás acetileno contiver essa impureza, pode ser purificado fazendo-o passar através de a) éter metílico (CH 3 OCH 3 ), pois o H 2 S é dissolvido, e o etino, pelo fato de ser formado por moléculas polares, não se dissolve nele. CCl 4, pois o H 2 S é b) tetracloreto de carbono líquido ( ) dissolvido, e o etino, pelo fato de ser formado por moléculas apolares, não se dissolve nele. c) água líquida (H 2 O), pois o H 2 S é dissolvido, e o etino, pelo fato de ser formado por moléculas apolares, não se dissolve nela. d) pentano (C 5 H 12 ), pois o H 2 S é dissolvido, e o etino, pelo fato de ser formado por moléculas polares e apolares, não se dissolve nele. 6. (Uem 2013) Tendo como base a reação química entre o átomo de sódio e o átomo de cloro para formar os íons Na + e C l, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01) Supondo que o raio atômico do sódio seja X e o raio atômico do cloro seja Y, a distância da ligação química entre Na + e Cl no cloreto de sódio será obrigatoriamente X+Y. 02) O átomo de sódio é maior do que o átomo de cloro, no entanto o íon sódio é menor do que o íon cloro. 04) A regra do octeto é respeitada nos íons sódio e cloro do NaC l, mas não é respeitada para o boro no BF 3. Este átomo: a) pertence ao grupo dos gases nobres. b) pode receber dois elétrons e ficar estável. c) pode formar cátion bivalente. d) pode formar ânion monovalente e ficar estável. e) pode ser um ametal gasoso. 8. (Ita 2013) Os átomos A e B do segundo período da tabela periódica têm configurações eletrônicas da camada de valência representadas por ns 2 np 3 e ns 2 np 5, respectivamente. Com base nessas informações, são feitas as seguintes afirmações para as espécies gasosas no estado fundamental: I. O átomo A deve ter maior energia de ionização que o átomo B. II. A distância da ligação entre os átomos na molécula A 2 deve ser menor do que aquela na molécula B 2. III. A energia de ionização do elétron no orbital 1s do átomo A deve ser maior do que aquela do elétron no orbital 1s do átomo de hidrogênio. IV. A energia de ligação dos átomos na molécula B 2 deve ser menor do que aquela dos átomos na molécula de hidrogênio (H 2 ). Das afirmações acima está(ão) CORRETA(S) apenas a) I, II e IV. b) I e III. c) II e III. d) III e IV. e) IV. 9. (G1 - ifsp 2013) A ligação química entre dois átomos de nitrogênio ( Z= 7) é representada corretamente pela fórmula estrutural + a) N N b) N N. c) N N. d) N= N. e) N N. 10. (Ufrn 2013) No ano de 2012, completam-se 50 anos da perda da nobreza dos chamados gases nobres, a qual ocorreu em 1962, quando o químico inglês Neil Bartlett conseguiu sintetizar o Xe[PtF 6 ] ao fazer reagir o Xenônio Página 2

3 com um poderoso agente oxidante, como o hexafluoreto de platina PtF 6. Considere as seguintes afirmações sobre o composto acima. I. Nesse composto, o xenônio está ligado a um íon fluoreto e a um íon nitrato. II. Nesse composto, o xenônio tem geometria linear; e o nitrogênio tem geometria trigonal plana. III. Nesse composto, o xenônio tem estado de oxidação zero. Esses gases eram chamados assim, pois, na época de sua descoberta, foram julgados como sendo não reativos, ou inertes, permanecendo imaculados. A explicação para a não reatividade dos gases nobres se fundamentava a) na regra do dueto, segundo a qual a configuração de dois elétrons no último nível confere estabilidade aos b) na regra do octeto, segundo a qual a configuração de oito elétrons no penúltimo nível confere estabilidade aos c) na regra do octeto, segundo a qual a configuração de oito elétrons no último nível confere estabilidade aos d) na regra do dueto, segundo a qual a configuração de dois elétrons no penúltimo nível confere estabilidade aos 11. (G1 - ifsp 2013) Todos os tipos de ligações químicas resultam do seguinte: a) combinação de átomos de elementos químicos diferentes. b) compartilhamento de elétrons das eletrosferas dos c) interações elétricas entre núcleos e eletrosferas dos d) transferência de elétrons e prótons de um átomo a outro. e) combinação de prótons dos núcleos de átomos diferentes. 12. (Ufrgs 2013) Por muito tempo, acreditou-se que os gases nobres seriam incapazes de formar compostos químicos. Entretanto, atualmente, sabe-se que, sob determinadas condições, é possível reagir um gás nobre, como o xenônio, e formar, por exemplo, o composto cuja síntese e caracterização foi descrita em 2010 e cuja estrutura está mostrada abaixo. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e II. e) Apenas II e III. 13. (Uem 2013) Utilizando o modelo de repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR), assinale a(s) alternativa(s) que apresenta(m) uma correta descrição da geometria e da polaridade das moléculas. 01) Amônia: piramidal, polar. 02) Trióxido de enxofre: trigonal plana, apolar. 04) Dióxido de carbono: angular, apolar. 08) Cloreto de metila: piramidal, polar. 16) Ácido cianídrico: linear, polar. 14. (Ime 2013) Dadas as reações: PCl3 + 3H2O H3PO3 + 3HCl PCl5 + 4H2O H3PO4 + 5HCl Assinale a afirmativa correta: a) As reações podem ser classificadas como reações de deslocamento ou troca simples. b) O fósforo sofre oxidação em ambas as reações. c) O ácido fosforoso é um triácido formado por ligações covalentes. d) Os ânions fosfato e fosfito (HPO 3 2 ) possuem geometria tetraédrica. e) O pentacloreto de fósforo gasoso é um composto iônico. 15. (G1 - cftmg 2013) No Laboratório de Química, um professor disponibilizou as seguintes substâncias: I. O 3 V. Ca(OH) 2 II. NaI VI. HCN III. KNO 3 VII. CO 2 IV. NH 3 VIII. Li 2 O Os compostos formados somente por ligações iônicas são a) I e VII. b) II e VIII. c) III e V. d) IV e VI. Página 3

4 16. (Uel 2013) A tecnologia Touch Screen possibilita acesso à Internet com um toque ou um deslizar sobre a tela. Dentre as tecnologias conhecidas, cita-se a tela capacitiva sensível ao toque, constituída, por exemplo, de um painel de vidro ou plástico revestido com camadas internas de uma mistura de óxidos condutores (In 2 O 3 ) e (SnO 2 ). Ao tocarmos o vidro com o dedo, há descarga do capacitor (retirada ou doação de elétrons da superfície), sendo detectada a posição do toque. Atualmente, pesquisas visam projetar telas flexíveis, resistentes e finíssimas fazendo uso de grafeno, material com alta condutividade elétrica composto por átomos de carbono densamente alinhados. Cada um deles liga-se a três outros átomos de carbono em uma rede com forma de colmeia de abelhas (hexagonal), de um átomo de espessura. Com relação a essa descrição, considere as afirmativas a seguir. I. O grafeno é uma substância inorgânica e possui hibridação sp 3. II. O grafeno possui elétrons livres na ligação pi ( π ) deslocalizada, devido à hibridação sp 2, conferindo caráter condutor ao grafeno. III. Os números de oxidação do índio e do estanho são, respectivamente, +3 e +4. IV. No grafite, que é uma forma alotrópica do grafeno, a rede está disposta em camadas unidas por forças de Van der Waals. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas I e IV são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 17. (Ufsm 2013) No acampamento dos escoteiros, para a conservação da carne bovina, é aconselhada a utilização de um tempero com sal, vinagre e alho, com a finalidade de desidratar, mudar o ph e espantar insetos, respectivamente. Observe: Em relação aos compostos NaC l, ácido acético (presente no vinagre) e alicina (composto responsável pelo odor característico do alho), analise as afirmativas: I. O NaCl é um composto iônico, que tem como característica formar um retículo cristalino. II. O carbono assinalado no ácido acético tem geometria tetraédrica. III. O enxofre assinalado na alicina não obedece à regra do octeto. Está(ão) correta(s) a) apenas I. b) apenas I e II. c) apenas I e III. d) apenas II e III. e) I, II e III. 18. (G1 - cftmg 2013) Considere o conjunto de substâncias químicas: BeH 2, BF 3, H 2 O, NH 3 e CH 4. O número de substâncias com geometria trigonal plana é igual a a) 0. b) 1. c) 2. d) (Uerj 2013) O dióxido de zircônio se assemelha ao diamante, uma forma alotrópica do carbono, podendo substituí-lo na confecção de joias de baixo custo. Escreva a fórmula química do dióxido de zircônio, classifique o tipo de ligação interatômica dessa substância e nomeie um dos outros alótropos do carbono. 20. (Ufpe 2013) As interações intermoleculares são muito importantes para as propriedades de várias substâncias. Analise as seguintes comparações, entre a molécula de água, H 2 O, e de sulfeto de hidrogênio, H 2 S. (Dados: 1 H, 8 O, 16S). ( ) As moléculas H 2 O e H 2 S têm geometrias semelhantes. ( ) A molécula H 2 O é polar e a H 2 S é apolar, uma vez que a ligação H O é polar, e a ligação H S é apolar. ( ) Entre moléculas H 2 O, as ligações de hidrogênio são mais fracas que entre moléculas H 2 S. ( ) As interações dipolo-dipolo entre moléculas H 2 S são mais intensas que entre moléculas H 2 O, por causa do maior número atômico do enxofre. ( ) Em ambas as moléculas, os átomos centrais apresentam dois pares de elétrons não ligantes. 21. (Ufrgs 2013) Na coluna da esquerda, abaixo, estão listados cinco pares de substâncias, em que a primeira substância de cada par apresenta ponto de ebulição mais elevado do que o da segunda substância, nas mesmas condições de pressão. Na coluna da direita, encontra-se o Página 4

5 fator mais significativo que justificaria o ponto de ebulição mais elevado para a primeira substância do par. Associe corretamente a coluna da direita à da esquerda. 1. CCl 4 e CH 4 2. CHCl 3 e CO 2 3. NaCl e HCl 4. H2O e H2S 5. SO 2 e CO 2 ( ) intensidade das ligações de hidrogênio ( ) massa molecular mais elevada ( ) estabelecimento de ligação iônica ( ) polaridade da molécula A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é a) b) c) d) e) Parte II: como cai na UFJF 1. (Ufjf 2012) Há duas características que podem definir se uma molécula é ou não polar: a diferença de eletronegatividade entre os átomos ligados e a geometria da molécula. Com base nessas informações, assinale a alternativa INCORRETA. a) A geometria das moléculas de oxigênio e ozônio é linear, as ligações são apolares e as moléculas são apolares. b) A geometria da molécula da água é angular, as ligações entre os átomos são polares e a molécula é polar. c) A geometria da molécula de tetracloreto de carbono é tetraédrica, as ligações entre os átomos são polares e a molécula é apolar. d) A geometria da molécula do gás carbônico é linear, as ligações entre os átomos são polares e a molécula é apolar. e) A geometria da molécula de diclorometano é tetraédrica, as ligações entre os átomos são polares e a molécula é polar. 2. (Ufjf 2007) Na vasta camada de água salgada que cobre a maior parte do planeta, estão contidos praticamente 97,2% da água da Terra. A lista de substâncias químicas presentes na água do mar é muito longa; alguns dos sais que se encontram em maior concentração são: cloreto de sódio, cloreto de magnésio, sulfato de magnésio, sulfato de cálcio, cloreto de potássio, brometo de potássio, carbonato de cálcio. menor potencial de ionização? Escreva a distribuição eletrônica desse elemento. d) A reação a seguir representa o equilíbrio entre CaCO 3 e HCO 3 -, mediado pela quantidade de CO 2 dissolvido na água. Os corais, encontrados em mares e oceanos, possuem na sua constituição CaCO 3. Sabe-se que, em águas frias, a quantidade de CO 2 é maior do que em águas quentes. De acordo com o Princípio de Le Chatelier, onde se espera encontrar uma maior quantidade de corais, em regiões de mares frios ou quentes? Justifique. CaCO 3 (s) + CO 2 (g) + H 2 O(l) Ca +2 (aq) + 2 HCO 3 - (aq) e) Devido ao alto teor de sal, a água do mar é imprópria para consumo humano e para a maioria dos usos. Qual seria o processo de separação mais apropriado para que a água do mar pudesse ser consumida? Por quê? 3. (Ufjf 2006) O biodiesel é produzido a partir de óleos vegetais, novos ou usados, ou de gorduras animais, através do processo de transesterificação (ou alcoólise). A reação a seguir representa a transformação de uma gordura em uma mistura de glicerina e um componente do biodiesel. a) Quantos átomos de carbono com hibridização sp 3 possui a molécula de glicerina e qual a fórmula molecular do componente do biodiesel representado na figura? b) Qual a função química orgânica presente em ambas as moléculas de gordura e biodiesel? Qual a massa molar do componente do biodiesel representado na figura? c) A hidrólise da molécula do componente do biodiesel apresentado, em presença de NaOH, irá gerar um composto utilizado na limpeza. Qual a fórmula estrutural desta substância? d) Dê a fórmula estrutural de um isômero plano funcional do componente do biodiesel dado na figura. 4. (Ufjf 2006) Foram encontrados, em um laboratório, três frascos A, B e C, contendo soluções incolores e sem rótulos. O responsável pelo laboratório realizou alguns testes para reconhecimento das soluções, cujos resultados estão na tabela a seguir: a) Escreva a fórmula molecular do cloreto de magnésio e a fórmula de Lewis para o ânion sulfato. b) Qual o tipo de ligação presente no cloreto de sódio? Por que esse sal é bastante solúvel em água? c) Considerando os átomos neutros correspondentes aos cátions citados no texto acima, qual deles apresenta o Página 5

6 liberação do chamado "cloro ativo" - Cl 2 (g), que é formado a partir da decomposição dos hipocloritos e cloretos constituintes da solução. A equação a seguir representa esta decomposição: NaClO(aq) + NaCl(aq) + H 2 SO 4 (aq) Na 2 SO 4 (aq) + H 2 O(l) + Cl 2 (g) a) Escreva os nomes das substâncias presentes nos frascos A, B e C. b) Escreva a fórmula molecular da substância A e a fórmula eletrônica do ânion da substância C. c) Com a retirada de uma molécula de água da fórmula molecular da substância no frasco C, quais seriam o nome, fórmula molecular e função química da substância obtida? d) Escreva a distribuição eletrônica para o cátion presente no frasco B. Qual é o tipo de ligação característica que este cátion forma? e) O frasco A contém uma substância orgânica. Escreva a equação da reação química entre esta substância e o etanol, colocando as fórmulas estruturais dos materiais de partida e da substância orgânica formada. Com base nas informações apresentadas, responda aos itens a seguir: a) Dentre os produtos da reação mostrada, indique as substâncias que são iônica(s), covalente(s) polar(es) e covalente(s) apolar(es). b) Quais são os 4 números quânticos do elétron desemparelhado do halogênio mencionado, considerando o átomo neutro, no seu estado fundamental? 5. (Ufjf 2006) Misturaram-se, em 3 provetas, água e tetracloreto de carbono. Na primeira, nada foi adicionado e, após agitação, observou-se a separação da mistura em duas fases incolores, sendo a superior de água. Na segunda, foi adicionado sulfato de cobre, de coloração azul e, após agitação, uma das fases tornou-se azul. Na terceira, foi adicionado bromo (Br 2 ) e uma das fases tornou-se alaranjada, após agitação. Leia, com atenção, as afirmativas que se seguem: c) Escreva as semirreações de oxidação-redução do sistema e indique o elemento químico que sofre oxidação e o que sofre redução. I. A densidade do tetracloreto de carbono é menor do que a da água. II. A coloração azul ficou na fase superior e a alaranjada na fase inferior. III. O sulfato de cobre é iônico e, portanto, ficou na fase aquosa. IV. O bromo se dissolve em água, porque sua molécula é polar. Com base no experimento apresentado e nas afirmativas anteriores, assinale a alternativa CORRETA: a) I e IV estão corretas. b) III e IV estão corretas. c) II e III estão corretas. d) I, II e III estão corretas. e) I, III e IV estão corretas. 6. (Ufjf 2002) Os alvejantes, utilizados para o branqueamento de tecidos e para a limpeza em geral, são soluções constituídas principalmente por hipoclorito de sódio. O efeito descorante dos alvejantes é causado pela Página 6

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