Ligações Químicas Interatômicas

Transcrição

1 Ligações Químicas Interatômicas Gabarito Parte I: Resposta da questão 1: [Resposta do ponto de vista da disciplina de Biologia] O tomate é um fruto do tipo baga. O vinagre apresenta caráter ácido. O azeite de oliva é uma fonte de lipídeos. Os alimentos liberam a energia para nosso organismo em processo exotérmico. [Resposta do ponto de vista da disciplina de Química] O principal componente da mistura conhecida como sal de cozinha é o cloreto de sódio (NaC l ). 08) Verdadeiro. É válida a relação de Euler, pois a forma geométrica é de um octaedro regular. 16) Verdadeiro. Molécula de Metano possui a forma tetraédrica não possui paralelismo entre duas arestas quaisquer no espaço. Molécula do hexafluoreto de enxofre (SF6) tem a forma geométrica de um octaedro regular possui paralelismo entre duas arestas quaisquer no espaço. [A] Na hibridização sp 2, teremos uma ligação dupla (1 sigma e outra pi) e duas simples (sigmas) por átomo de carbono: = 26. Análise das afirmações: 01) Incorreta. 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 pirâmide de base triangular: Resposta da questão 4: Fórmula que corresponde ao íon nitrato: Observação teórica (ressonância): 02) Correta. A geometria molecular do PCl 5 equivale a uma bipirâmide de base triangular (hibridização sp 3 d). Resposta da questão 5: A molécula de H 2 S apresenta, além de sua geometria angular, caráter polar, fazendo com que esse gás seja solúvel em água. O etino, assim como todos os hidrocarbonetos, é apolar, não sendo solúvel em água. 04) Incorreta. A geometria molecular do BrF 5 é representada por uma pirâmide de base quadrada. As faces laterais são formadas por triângulos isósceles. Resposta da questão 6: = 14. Análise das proposições: [01] Incorreta. 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 não será obrigatoriamente X+Y, pois ocorre uma ligação entre íons. Página 1

2 [02] Correta. O átomo de sódio é maior do que o átomo de cloro, o íon sódio é menor do que o íon cloro Na= 1s 2s 2p 3s (maiorraio;menorcarganuclear) Cl = 1s 2s 2p 3s 3p (menorraio;maiorcarganuclear) Na = 1s 2s 2p (menorraio;2camadas) Cl = 1s 2s 2p 3s 3p (maiorraio;3camadas) [04] Correta. A regra do octeto é respeitada nos íons sódio e cloro do NaC l, mas não é respeitada para o boro no BF 3, pois nesse caso o boro estabiliza com seis elétrons de valência. [08] Correta. 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 Li= 1s 2s + Li = 1s 2 [16] Incorreta. A quantidade de energia envolvida na segunda ionização do sódio é maior em relação ao envolvido na primeira ionização devido à diminuição do raio. Resposta da questão 7: A camada de valência apresenta dois elétrons. Dessa forma, podemos concluir que o elemento poderá perder esses dois elétrons para adquirir configuração de gás nobre (tornando-se estável). Portanto, os átomos deste elemento têm a tendência de formar cátions bivalentes. ser menor do que aquela dos átomos na molécula de hidrogênio (H 2 ) (menor distância interatômica). Resposta da questão 9: [E] A configuração eletrônica do nitrogênio é: 1s 2s 2p. Portanto, há o compartilhamento de 3 pares de elétrons (ligação tripla): N N. Resposta da questão 10: O modelo do octeto estabelece que a estabilidade química dos átomos está associada à configuração eletrônica da camada de valência com oito elétrons. Dentro desse modelo há algumas exceções com elementos cuja camada de valência apresenta 2 elétrons (caso do hidrogênio e hélio). Resposta da questão 11: As ligações químicas são interações que ocorrem entre elétrons (cargas negativas) e núcleos (cargas positivas) de átomos diferentes. Essas interações são atrativas e, via de regra, estabilizam os átomos ligantes. Resposta da questão 12: Teremos: Nesse composto, o xenônio está ligado a um íon fluoreto e a um íon nitrato: Resposta da questão 8: Questão anulada no gabarito oficial. Análise das afirmações: I. Incorreta. O átomo A deve ter menor energia de ionização que o átomo B, pois, se estes átomos estiverem posicionados na mesma linha (período) da tabela periódica, o átomo B apresentará maior número de prótons, logo seu raio será menor e sua energia de ionização será maior. II. Correta. O átomo A (ns 2 np 3 ) tem cinco elétrons na camada de valência e faz ligação tripla na molécula A 2. O átomo B (ns 2 np 5 ) tem cinco elétrons na camada de valência e faz ligação simples na molécula B 2. A distância da ligação tripla é menor do que a distância na ligação simples. III. Correta. 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, pois sua carga nuclear é maior. IV. Correta. A energia de ligação dos átomos na molécula B 2 (maior distância interatômica; elemento da família 7A) deve 3 Nesse composto, o xenônio possui hibridização sp d (bipirâmide de base triangular), como utiliza dois elétrons no compartilhamento, um com o oxigênio do nitrato e outro com o fluoreto, apresenta geometria linear; e o nitrogênio apresenta geometria trigonal plana ou triangular (três nuvens eletrônicas ao redor do átomo de nitrogênio). Nesse composto, o xenônio (eletronegatividade de Pauling 2,6) tem estado de oxidação +2. Resposta da questão 13: = 19. Análise das alternativas: [01] Correta. Amônia: piramidal, polar. Página 2

3 [02] Correta. Trióxido de enxofre: trigonal plana, apolar. [04] Incorreta. Dióxido de carbono: linear, apolar. IV. Correta. No grafite, que é uma forma alotrópica do grafeno, a rede está disposta em camadas unidas por forças de Van der Waals. Grafite: [08] Incorreta. Cloreto de metila: tetraédrica, polar. [16] Correta. Ácido cianídrico: linear, polar. Resposta da questão 14: 3 2 Os ânions fosfato (PO 4 ) e fosfito (HPO 3 ) possuem geometria tetraédrica: Resposta da questão 17: Questão anulada no gabarito oficial. Resposta da questão 15: Teremos: I. O 3 (ligação covalente e dativa) II. NaI (ligação iônica) III. KNO 3 (ligação iônica) IV. NH 3 (ligações covalentes) V. Ca(OH) 2 (ligação iônica) VI. HCN (ligações covalentes) VII. CO 2 (ligações covalentes) VIII. Li 2 O (ligação iônica) Resposta da questão 16: [E] Análise das afirmativas: I. Incorreta. O grafeno é uma substância inorgânica e possui hibridação sp 2, ou seja, possui duplas ligações entre os átomos de carbono. II. Correta. O grafeno possui elétrons livres na ligação pi ( π ) deslocalizada, devido à hibridação sp 2, conferindo caráter condutor ao grafeno. III. Correta. Os números de oxidação do índio e do estanho são, respectivamente, +3 e +4. In2O 3 (2(+3)+3(-2)=0) SnO (1(+4)+2(-2)=0) Apesar de o gabarito oficial indicar a questão anulada, podemos fazer alguns comentários acerca das afirmações: [I] Verdadeira. Os compostos iônicos são de natureza cristalina, constituindo um aglomerado de íons atraídos por meio de atrações de natureza eletrostática (cargas elétricas de sinais opostos). [II] Verdadeira. O carbono assinalado tem hibridação sp 3 e, portanto, geométrica tetraédrica. [III] Falsa. Na alicina o enxofre apresenta ligação dativa que foi representada com o mesmo símbolo da ligação covalente dupla. Recentemente, há a recomendação de se apresentar a ligação coordenada (dativa) da mesma forma que a ligação covalente dupla, entretanto, essa representação ainda não é adotada na grande maioria dos livros didáticos. Resposta da questão 18: De acordo com a teoria da repulsão das nuvens eletrônicas, o BF 3 tem geometria trigonal plana ou triangular: Página 3

4 Resposta da questão 1: [A] Molécula de oxigênio: BeH 2 : geometria linear. H 2 O: geometria angular. NH 3 : geometria piramidal. CH 4 : geometria tetraédrica. Resposta da questão 19: O dióxido de zircônio é comumente chamado de Zirconia Cubica e apresenta fórmula química ZrO 2. Pelo seu caráter metálico (localiza-se no grupo 4 da tabela periódica), podemos prever a realização de ligações de caráter iônico com o oxigênio. Quanto aos alótropos do carbono, além do diamante, há a grafita ou grafite e o fulereno. Geometria linear, pois tem dois núcleos alinhados. A ligação covalente dupla é apolar, pois os átomos ligados são iguais. A molécula é apolar, pois o vetor momento dipolo elétrico é nulo. Molécula de ozônio: Resposta da questão 20: V F F F V. Geometria da molécula de água: angular (4 nuvens eletrônicas e dois ligantes); molécula polar (momento dipolo elétrico diferente de zero). Geometria da molécula de sulfeto de hidrogênio: angular (4 nuvens eletrônicas e dois ligantes); molécula polar (momento dipolo elétrico diferente de zero). As ligações H O e H S são polares. Entre as moléculas de água ocorrem ligações de hidrogênio mais fortes do que entre as moléculas de sulfeto de hidrogênio devido à elevada eletronegatividade do oxigênio. Geometria angular, pois tem três nuvens eletrônicas com repulsão máxima. As ligações covalentes são apolares, pois os átomos ligados são iguais. Existem controvérsias sobre a molécula de ozônio, mas no geral ela é classificada como polar, pois a densidade eletrônica é menor no átomo central: No oxigênio da molécula de água e no enxofre da molécula de sulfeto de hidrogênio são encontrados dois pares de elétrons não ligantes. Resposta da questão 21: 1. CCl 4 e CH 4: maior massa molar e maior nuvem eletrônica. 3. NaCl e HCl: faz ligação iônica, apresenta forças eletrostáticas elevadas. 4. H2O e H2S: faz pontes de hidrogênio, ligações muito intensas. 5. SO 2 e CO 2: molécula polar. a) Fórmula Molecular: MgCl 2. Fórmula de Lewis (Fórmula Eletrônica) Gabarito Parte II: b) Tipo de ligação: Iônica. Compostos iônicos da família IA se dissociam com facilidade em água, pois apresentam KPS elevado. Página 4

5 c) Elemento: Potássio. Distribuição eletrônica: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1. d) Mares quentes. Como em mares quentes a concentração de CO 2 é menor, o equilíbrio da reação será deslocado no sentido de formação do CaCO 3. e) Destilação simples, porque a água do mar constitui uma mistura homogênea. a) Hibridização: 3 átomos. Fórmula molecular: C 19 H 38 O 2. Iônica: Na 2 SO 4 Covalente polar: H 2 O Covalente apolar: Cl 2 b) n = 1, l = 1, m = 0, s = c) b) Função química orgânica: éster. Massa molar: 298 u. c) CH 3 (CH 2 ) 16 COO Na +. d) CH 3 (CH 2 ) 17 COOH. Resposta da questão 4: a) Frasco A - Ácido Acético ou Ácido Etanoico Frasco B - Hidróxido de sódio Frasco C - Ácido sulfúrico. b) C 2 H 4 O 2 ou CH 3 COOH, (fig. 1) c) Nome - Trióxido de enxofre Fórmula molecular - SO 3 Função - Óxido ácido d) Distribuição eletrônica - 1s 2 2s 2 2p 6 Tipo de ligação - iônica e) Observe a figura 2. Gabarito Parte III: Resposta da questão 1: Considera-se temperatura ambiente como sendo 25 C. Nessa temperatura há apenas duas substâncias: C 6 H 6 e C 2 H 5 OH. A substância C 2 H 5 OH é um álcool que, além de ser polar, realiza ligações de hidrogênioo intermoleculares com moléculas de água. Dessa forma, podemos afirmar que o etanol é solúvel em água. As moléculas de gás sulfídrico formam interações do tipo dipolo-dipolo com a água. Resposta da questão 5: Resposta da questão 6: a) No caso do ácido propiônicoo (PE: 141 C), suas moléculas encontram-se unidas via ligação hidrogênio, que é uma interação intermolecular de maior magnitude, comparada à interação dipolo-dipolo simples, que existe entre as moléculas do éster (acetato de metila, PE: 57,5 C). Há necessidade de maior energia para romper as interações existentes entre as moléculas do ácido propiônico (na passagem do estado líquido para o gasoso), acarretando um maior ponto de ebulição para o ácido. Página 5

6 Resposta da questão 4: Gabarito Parte IV: Resposta da questão 1: As fórmulas do sabão e do detergente possuem uma parte apolar, que se liga à gordura, cujas moléculas são apolares; e uma parte com carga, que se liga à água, cuja molécula é polar. Observe o esquema: Resposta da questão 4: Análise das afirmações: A uma mesma pressão, o butanol líquido entra em ebulição a uma temperatura mais alta do que o éter dietílico líquido, pois o butanol faz ponte de hidrogênio, que é uma ligação mais intensa do que o dipolo permanente presente no éter dietílico. [A] As principais forças intermoleculares que ocorrem nas interações das substâncias I, II e III com a água são dipolodipolo; dipolo-dipolo; ligação de hidrogênio: I. Correta. Os compostos 1, 2, 3 e 4 são, respectivamente, butano, metoxietano, propan-1-ol e ácido etanoico. Butano: dipolo induzido - dipolo induzido. Metoxietano: dipolo permanente - dipolo permanente. Propan-1-ol: pontes de hidrogênio. Ácido etanoico: pontes de hidrogênio em maior quantidade. II. Incorreta. As moléculas do propan-1-ol, por apresentarem o grupo hidroxila em sua estrutura, possuem interações moleculares menos fortes do que as moléculas do ácido etanoico. III. Incorreta. O composto orgânico propan-1-ol é um álcool solúvel em água (solubilidade infinita), pois suas moléculas fazem ligações predominantemente do tipo pontes de hidrogênio. IV. Correta. O composto butano tem o menor ponto de ebulição, pois suas moléculas se unem por forças do tipo dipolo induzido-dipolo induzido, que são pouco intensas. V. Incorreta. O composto metoxietano é um éter que apresenta em sua estrutura um átomo de oxigênio. Resposta da questão 5: Quanto maior a quantidade de grupos OH, mais solúvel será a vitamina, devido à interação com a água e maior a necessidade de suplementação. A estrutura III apresenta esta característica: Página 6