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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 s1; 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
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