Lista 1 - 1ª prova

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1
a
 Lista de Exercícios da 1
a
 Prova (02 de abril de 2012) 
Química Geral II IC390 (2
o
/2012) - Professor: Mauricio Sant’Anna 
1. Responda: 
a) A luz amarela das lâmpadas de vapor de sódio produzem luz com comprimento de onda 
igual a 589 nm. Quais são a freqüência e a energia desta radiação? 
b) Qual é o comprimento de onda de um elétron com velocidade igual a 5,97 x 10
6
 m/s? 
c) Lasers de rubi usam cristais de Al2O3 contendo pequenas quantidades de íons Cr
3+
, que 
absorvem radiação com comprimento de onda entre 400 e 560 nm. Estes íons perdem parte 
da energia adquirida como calor e emitem o restante como radiação com comprimento de 
onda de 694 nm. Se a radiação absorvida pelos íons Cr
3+
 tiver comprimento de onda igual a 
500 nm, qual o percentual da energia absorvida que será perdida como calor por cada mol? 
2. Faça diagramas de energia de orbitais moleculares para os seguintes íons moleculares. 
Use os diagramas e defina o comportamento magnético de cada um. 
a) N2
2
 
b) Be2
2+
 
c) Li2
+
 
d) B2
2
 
3. Qual espécie nos pares abaixo deverá apresentar uma ligação química mais forte? 
Explique usando diagramas de energia de orbitais moleculares. 
a) H2 ou H2

 
b) Ne2 ou Ne2
+
 
c) B2 ou B2
2
 
4. A 1
a
 energia de ionização do NO(g) é igual a 891 kJ/mol e a do N2(g) é 1500 kJ/mol. Use 
diagramas de energia de orbitais moleculares para explicar porque o NO(g) se ioniza muito 
mais facilmente do que o N2(g). 
5. Faça um diagrama de energia de orbitais mostrando a configuração dos elétrons d dos 
íons metálicos abaixo. Quantos elétrons desemparelhados existem em cada complexo? 
a) [Zn(H2O)6]
2+
 
b) [MnCl6]
3
 
c) [Co(CN)6]
3
 
6. Em um laboratório, os rótulos dos 2 frascos de soluções dos complexos [Co(en)3]
3+
 e 
[CoF6]
3-
 foram danificados. Você seria capaz de dizer qual o complexo presente em uma 
determinada solução, apenas sabendo que uma delas é amarela e a outra é azul? Explique. 
7. Calcule a divisão (desdobramento) de campo ligante o para os seguintes complexos 
(max é o comprimento de onda da luz mais fortemente absorvida). Utilize os dados e 
construa uma tabela com a ordem de força de campo dos ligantes apresentados. Você 
espera diferenças nas propriedades magnéticas entre esses complexos? Explique. 
a) [Cr(NH3)6]
3+
 (max = 460 nm) 
b) [Cr(H2O)6]
3
 (max = 575 nm) 
c) [CrCl6]
3
 (max = 740 nm) 
8. O complexo [Co(CN)6]
3
 é amarelo claro. 
a) Este complexo absorve radiação visível de comprimento de onda curto ou longo? 
b) A divisão de campo ligante o é forte ou fraca? 
c) Quantos elétrons desemparelhados estão presentes no complexo? 
d) Os íons CN

 são de campo mais forte do que o NH3. Se eles forem substituídos por moléculas de 
NH3 no complexo, a cor do complexo se aproximará mais do azul ou do vermelho? 
9. Você estava tentando sintetizar um complexo do cátion de Cr
2+
 usando como ligante a 
etilenodiamina (en), mas obteve dois produtos, um amarelo e um violeta, ambos 
octaédricos e cada um deles com apenas um tipo de ligante. Ao analisar a água usada na 
reação, você descobriu que ela estava contaminada com íons cloreto. 
Qual é a fórmula molecular de cada produto? E o comportamento magnético? Explique. 
10. Esboce a estrutura tridimensional de todos os possíveis estereoisômeros, classificando-
os de acordo com o tipo. Defina o N
o
 de coordenação e o N
o
 de ligantes de cada um: 
a) [Cu(H2O)(NH3)ClBr] 
b) [Co(H2O)3Cl3] 
c) [Co(en)2Br2]
+
 
d) [Pt(H2O)2(CN)2] 
11. Discuta, usando a teoria das bandas de energia, e dê exemplos: 
a) A diferença entre condutores e semi-condutores. 
b) A diferença entre um semi-condutor comum e um semi-condutor dopado (tipos n e p). 
12. Portas automáticas usam células fotoelétricas que respondem à luz infravermelha ( = 
1500 nm). Qual o melhor semicondutor para ser usado nas células fotoelétricas que operam 
neste comprimento de onda, Ge (“gap” de energia = 64 kJ/mol) ou Si (“gap” de energia = 
105 kJ/mol)? 
13. Os “gaps” de energia entre as bandas vazia e preenchida do diamante, do Si sólido e do 
Ge sólido são, respectivamente, 502, 100 e 67 kJ/mol. Faça um diagrama de bandas de 
energia e sugira uma ordem para a condutividade elétrica destes sólidos. 
14. Soluções do íon complexo hexaaminocobalto (III) são alaranjadas enquanto as do 
hexafluorocobalto (III) são azuis. 
 a) Construa o diagrama do campo cristalino para cada um deles e explique as 
propriedades magnéticas esperadas para cada um. 
 b) Como é possível, experimentalmente, diferenciar o complexo de campo fraco 
com o complexo de campo forte? Explique, baseando-se nos diagramas construídos 
no item (a), a diferença de coloração existente entre os complexos. 
15. Duas substâncias têm a mesma fórmula: Co(NH3)4Br2Cl. Ao se adicionar AgNO3 em 
excesso nas soluções aquosas de cada uma delas, ocorre precipitação de AgCl em uma e de 
AgBr em outra. Quais são as fórmulas moleculares corretas de cada substância? 
Respostas (resumidas) de exercícios selecionados: 
1. a)  = 5,09 x 1014 s1; E = 203 kJ/mol. b) 0,122 nm. c) 28%. 
2. a) paramagnético; b) diamagnético; c) paramagnético; d) diamagnético 
3. a) H2 (OL = 1); b) Ne2
+
 (OL = 1); c) B2
2
 (OL = 2) 
4. Porque o último elétron do NO ocupa um orbital de maior energia do que no N2, 2py ou 
2pz. 
5. a) Não há elétrons desemparelhados; b) 4 elétrons desemparelhados; c) nenhum elétron 
desemparelhado 
7. a) 260 kJ/mol; b) 208 kJ/mol; 162 kJ/mol. 
Não, pois o Cr
3+
 tem configuração que não se altera pela força do campo dos ligantes (d
3
) 
8. a) Curto; b) Forte.; c) Nenhum; d) Vermelho. 
9. [CrCl6]
4
 e [Cr en3]
2+
; 
10. a) Enantiômeros ( R e S), NC = NL =4; b) fac e mer, NC = NL = 6; c) cis e trans, NC = 
6, NL = 4; d) cis e trans, NC = NL = 4. 
12. Ge, porque o “gap” do Si é alto demais para a energia disponível. 
14. a) O hexaaminocobalto (III) será diamagnético e o hexafluorocobalto (III) será 
paramagnético 
b) Medindo-se o efeito de um campo magnético externo conhecido sobre as soluções de 
cada complexo. O hexaaminocobalto (III) tem a maior divisão de campo ligante porque tem 
ligantes de campo mais forte do que o hexafluorocobalto (III), logo para sua transição d-d 
ocorrer é necessária a absorção de radiação eletromagnética de maior energia (azul). 
15. [Co(NH3)4Br2]Cl e [Co(NH3)4BrCl]Br