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QUÍMICA MÓDULO 05
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Geometria Molecular
Agora que entendemos o conceito de ligação química, podemos entender
o conceito de geometria molecular.
A geometria molecular corresponde a forma ou o formato em que uma
molécula se organiza no espaço. Os compostos covalentes podem se
organizar de diferentes formas.
Polaridade de moléculas
As moléculas podem ser classificadas quanto à sua polaridade em dois
grupos: polares ou apolares.
Experimentalmente, uma molécula é considerada polar quando se orienta
na presença de um campo elétrico externo, e apolar quando não se
orienta. O pólo negativo da molécula é atraído pela placa positiva do
campo elétrico externo e vice-versa, como mostrado na figura ao abaixo.
Teoricamente, pode-se determinar a polaridade de uma molécula pelo
vetor momento dipolar resultante (µ), isto é, pela soma dos vetores de
cada ligação polar da molécula.
Para determinar o vetor µ devem-se considerar dois fatores:
a) a escala de eletronegatividade, que nos permite determinar a
orientação dos vetores de cada ligação polar;
b) a geometria da molécula, que nos permite determinar a disposição
espacial desses vetores.
Veja alguns exemplos:
Se o valor dessa resultante for igual a zero, a molécula é apolar. Se for diferente de zero, a molécula é polar. Os vetores sempre apontam no sentido
do átomo que apresenta a maior eletronegatividade.
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Forças intermoleculares
1. Dipolo Induzido – Dipolo Induzido
São característicos de substâncias formadas por moléculas apolares.
Com aproximação entre as moléculas, quer no estado líquido quer no
sólido, ocorre deformação nas nuvens eletrônicas e formação de polos.
As moléculas de hidrocarbonetos são unidas por esse tipo de interação.
Aliás, é esse tipo de interação que é responsável por permitir que a
lagartixa ande no teto.
2. Dipolo permanente – Dipolo permanente
São características de substâncias formadas por moléculas polares. A
atração ocorre entre os polos já existentes. A maioria das funções
orgânicas interagem dessa forma.
3. Ligação de Hidrogênio
É um caso particular de dipolo – dipolo em que ocorre interação entre
moléculas que em sua estrutura apresentam H ligado a F, O ou N. O nome
ligação de hidrogênio é usado pois, devido ao fato de F, O e N serem
muito eletronegativos, a força dessa atração é tão grande que se
assemelha a uma ligação covalente. Esse tipo de interação pode
conferira maior estabilidade a alguns compostos orgânicos devido a
formação de pseudo anéis.
Exercícios
1. (UEM) Assinale a alternativa incorreta.
a) O fulereno C60 é considerado uma das formas alotrópicas do carbono.
b) A geometria molecular angular da água se deve aos dois pares de
elétrons não-ligantes do átomo de oxigênio.
c) A geometria molecular da amônia é do tipo piramidal (ou pirâmide
trigonal).
d) A molécula de metano (CH4) é apolar, mas a molécula de BeH2 é polar.
e) Os íons NO-2 e NO-3 não possuem a mesma geometria molecular.
2. (UFRN) O modelo abaixo representa processos de mudanças de
estado físico para uma substância pura.
De acordo com a representação geométrica utilizada no modelo acima, é
correto afirmar que a substância envolvida nas mudanças de estado
físico é:
a) H2O c) HClO
b) CO2 d) HCN
3. (UPE) Admita os dois conjuntos de moléculas abaixo.
− X = {NH3, BF3, CH4, SF6, O3}
− Y = {BF3, PCl5, O3, SOCl2, PH3}
Em relação às moléculas que formam o conjunto X∩Y, assinale a
alternativa correta.
a) Uma delas é melhor descrita, admitindo-se uma dupla ligação
localizada e fixa entre dois átomos de um mesmo elemento químico.
b) As moléculas são apolares e uma delas tem geometria trigonal.
c) Uma das moléculas é homonuclear, sendo representada a ligação
deslocalizada dessa molécula por uma única estrutura de Lewis.
d) Os átomos de uma das moléculas apresentam hidridização sp3d.
e) Uma das moléculas é polar, enquanto que a outra, apesar de
apresentar três ligações polarizadas, é apolar e tem forma geométrica
trigonal plana.
4. (UFG) O quadro, a seguir, apresenta propriedades químicas e
físicas da água e do tetracloreto de carbono.
Substância
Ponto de
Ebulição
Ligação
Geometria
Molecular
Água 100,0 ºC O-H Angular
Tetracloreto de
carbono
76,7 ºC C-Cl Tetraédrica
Analisando os dados do quadro, conclui-se que a água e o tetracloreto
de carbono
a) dissolvem substâncias iônicas.
b) formam ligações de hidrogênio intermoleculares.
c) possuem ligações químicas polares.
d) possuem pressões de vapor diferentes no ponto de ebulição.
e) são moléculas polares.
5. (UFTM-MG) A partir da análise das estruturas de Lewis, o par de
substâncias que apresenta a mesma geometria molecular é
Dados: números atômicos: H = 1, C = 6, N = 7, O = 8, P = 15, S = 16
e Cl = 17
a) CH3Cl e SO3. d) NH3 e PCl3.
b) NH3 e SO3. e) NH3 e CH3Cl.
c) PCl3 e SO3.
6. (ACAFE-SC) A água é uma substância que permitiu a criação e a
manutenção da vida no planeta Terra.
Analise as seguintes afirmações sobre a água.
I. É capaz de formar pontes de hidrogênio.
II. Sua molécula tem forma geométrica não-linear.
III. Sua molécula tem forma geométrica linear.
IV. Solubiliza substâncias de baixa polaridade, como hidrocarbonetos.
A alternativa, que contém todas as afirmações que estão corretas, é:
a) II - III d) I - II - III - IV
b) I - ll - IV e) III - IV
c) I - II
7. (UEL) Considere o texto e a figura a seguir.
A geometria de uma molécula é importante porque define algumas
propriedades do composto, como a polaridade, a solubilidade, o ponto de
fusão e ebulição, caracterizando sua aplicação.
O fosgênio COCl2 é empregado na obtenção dos policarbonatos, que são
plásticos utilizados na fabricação de visores para astronautas, vidros à
prova de bala e CDs.
A amônia é extremamente solúvel em água e no estado líquido é utilizada
como solvente. O tetracloreto de carbono é um líquido quimicamente
pouco reativo, sendo bom solvente de óleos, gorduras e ceras. As
estruturas dos três compostos citados estão representadas a seguir.
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I.
II.
III.
Dados os números atômicos: H (Z=1); C (Z=6); N (Z=7); O (Z=8); Cl
(Z=17).
Com relação à geometria das moléculas I, II e III, na figura acima, é
correto afirmar:
a) Todas são planas.
b) Todas são piramidais.
c) Apenas I e II são planas.
d) Apenas I é plana.
e) Apenas II é espacial.
8. Comparando-se as estruturas de CO2 e SO2, assinale a alternativa
CORRETA:
(Dados pesos atômicos: C = 6; O = 8; S = 16)
a) A polaridade do CO2 é maior que do SO2;
b) Apresentam em comum, além de ligações covalentes, dois átomos de
oxigênio;
c) O tipo de ligação química em ambas as moléculas é iônica;
d) A geometria das duas moléculas é a mesma, ou seja, linear;
e) A presença de pares de elétrons livres, tanto no carbono, como no
enxofre, sugere geometria angular para ambos os compostos.
9. (UEPI) Associe a coluna da esquerda com a coluna da direita,
relacionando a espécie química com a sua respectiva geometria, e
marque a seqüência correta, de cima para baixo:
I. SO3 ( ) Piramidal
II. PCl5 ( ) Linear
III. H2O ( ) Angular
IV. NH3 ( ) Trigonal planar
V. CO2 ( ) Bipirâmide trigonal
a) II, V, III, I, IV. d) IV, III, V, I, II.
b) IV, V, III, I, II. e) IV, V, III, II, I.
c) II, III, V, I, IV.
10. (UFPA) Considerando as moléculas de dióxido de carbono (CO2),
acetileno (C2H2), água (H2O), ácido clorídrico (HCl) e monóxido de
carbono(CO), determine o número de moléculas lineares apresentadas.
a) 1 c) 3 e) 5
b) 2 d) 4
11. (PUC-MG) Sejam dadas as seguintes moléculas: H2O, BeH2, BCl3
e CCl4.
As configurações espaciais dessas moléculas são, respectivamente:
a) angular, linear, trigonal, tetraédrica
b) angular, trigonal, linear, tetraédrica
c) angular, linear, piramidal, tetraédrica
d) trigonal, linear, angular, tetraédrica
12. (UFRJ) Relacione a coluna da esquerda com a da direita.
1. dióxido de carbono a) molécula polar linear
2. iodeto de hidrogênio b) molécula polar angular
3. água c) molécula apolar tetraédrica
4. metano d) molécula apolar linear
A associação correta é
a) 1-a; 3-b; 4-c; 2-c. d) 1-d; 3-a; 4-c; 2-b.
b) 1-d; 3-b; 4-c; 2-a. e) 2-d; 3-a; 4-c; 1-a.
c) 2-a; 3-b; 4-d; 1-d.
13. (CESGRANRIO) Assinale o item que apresenta a única espécie de
estrutura linear:
a) H2O
b) C6H5CH2CH3
c) CO2
d) NH3
e) H2SO4
14. (UFES) A molécula da água tem geometria molecular angular e o
ângulo formado é de 104° e não 109° como previsto.
Essa diferença se deve:
a) aos dois pares de elétrons não-ligantes no átomo de oxigênio.
b) à repulsão entre os átomos de hidrogênio, muito próximos.
c) à atração entre os átomos de hidrogênio muito próximos
d) ao tamanho do átomo de oxigênio.
e) ao tamanho do átomo de hidrogênio.
15. (UFRN) A molécula resultante da ligação de oxigênio e flúor é
representada pela fórmula:
Dado: número atômico: O = 8; F = 9
a) O – F – F d) O
/ \
F — F
b) O – O – F e) F
/ \
O — O
c) O
/ \
F F
16. (UFRGS) O modelo de repulsão dos pares de elétrons da camada de
valência estabelece que a configuração eletrônica dos elementos que
constituem uma molécula é responsável pela sua geometria molecular
Relacione as moléculas com as respectivas geometrias:
Geometria molecular Moléculas
1. linear ( ) SO3
2. quadrada ( ) NH3
3. trigonal plana ( ) CO2
4. angular ( ) SO2
5. pirâmide trigonal
6. bipirâmide trigonal
A relação numérica, de cima para baixo, da coluna da direita, que
estabelece, a seqüência de associações corretas é:
a) 5 – 3 – 1 – 4
b) 3 – 5 – 4 – 6
c) 3 – 5 – 1 – 4
d) 5 – 3 – 2 – 1
e) 2 – 3 – 1 – 6
17. (FUVEST) A figura mostra modelos de algumas moléculas com
ligações covalentes entre seus átomos.
Forma geométrica das moléculas.
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Analise a polaridade dessas moléculas, sabendo que tal propriedade
depende da diferença de eletronegatividade entre os átomos que estão
diretamente ligados. (Nas moléculas apresentadas, átomos de
elementos diferentes têm eletronegatividades diferentes.)
Dentre essas moléculas, pode-se afirmar que são polares apenas
a) A e B
b) A e C
c) A, C e D
d) B, C e D
e) C e D
18. (UNESP) O efeito estufa resulta principalmente da absorção da
radiação infravermelha, proveniente da radiação solar, por moléculas
presentes na atmosfera terrestre. A energia absorvida é armazenada na
forma de energia de vibração das moléculas. Uma das condições para
que uma molécula seja capaz de absorver radiação infravermelha é que
ela seja polar. Com base apenas neste critério, dentre as moléculas O2,
N2 e H2O, geralmente presentes na atmosfera terrestre, contribuem para
o efeito estufa:
a) O2, apenas.
b) H2O, apenas.
c) O2 e N2, apenas.
d) H2O e N2, apenas.
e) N2, apenas.
19. (UNIFOR-CE) Considere amostras de 100 g de cada um dos seguintes
combustíveis:
Amostra Combustível Massa molar (g/mol)
I H2 (hidrogênio) 2
II CH3CH2OH (etanol) 46
III CH4 (metano) 16
IV C8H18 (isooctano) 114
V CH3OH (metanol) 32
São constituídas por moléculas polares SOMENTE as substâncias
a) I e II. d) III e IV.
b) II e IV. e) III e V.
c) II e V.
20. (UFV-MG) A Folha de S. Paulo (03/03/2002) informou-nos que o
monóxido de carbono (CO), produzido pela queima de combustível dos
veículos, e o ozônio (O3) são responsáveis pelo florescimento excessivo
das quaresmeiras na cidade de São Paulo.
As afirmativas abaixo referem-se ao ozônio (O3) e ao monóxido de
carbono (CO).
I. O monóxido de carbono pode ser produzido a partir da combustão
incompleta dos combustíveis dos veículos.
II. As ligações químicas entre os átomos de oxigênio na molécula de
ozônio são iônicas.
III. O ozônio é isômero do oxigênio molecular.
IV. A molécula de monóxido de carbono é polar.
As afirmativas CORRETAS são:
a) II e IV. c) I e IV. e) III e IV.
b) I e II. d) II e III.
21. (UFSCAR) É molécula polar:
a) C2H6. d) p-diclorobenzeno.
b) 1,2-dicloroetano. e) ciclopropano.
c) CH3Cl.
22. (PUC-MG) Relacione a fórmula, forma geométrica e polaridade a
seguir, assinalando a opção CORRETA:
Fórmula Forma Geométrica Polaridade
a) CO2 linear polar
b) CCl4 tetraédrica polar
c) NH3 piramidal apolar
d) BeH2 linear apolar
23. (UFMG) Analise este gráfico, em que está representada a variação da
temperatura de fusão e da temperatura de ebulição em função da massa
molar para F2, Cl2, Br2 e I2, a 1 atm de pressão:
Considerando-se as informações contidas nesse gráfico e outros
conhecimentos sobre o assunto, é CORRETO afirmar que
a) a temperatura de fusão das quatro substâncias está indicada na curva
1.
b) as interações intermoleculares no Cl2 são dipolo permanente-dipolo
permanente.
c) as interações intermoleculares no F2 são menos intensas que no I2.
d) o Br2 se apresenta no estado físico gasoso quando a temperatura é de
25 ºC.
24. (UFF) O gás carbônico liberado na atmosfera, originário da queima
de combustíveis fósseis, é considerado o responsável pelo efeito estufa,
já que absorve ondas de calor refletidas pela superfície terrestre,
provocando o aquecimento da atmosfera. Por outro lado, o hidrogênio é
considerado combustível não poluente, pois o seu produto de queima é
a água, que também absorve ondas de calor; porém, condensa-se
facilmente em função do seu ponto de ebulição, ao contrário do CO2.
Com base nessas informações, pode-se afirmar que a diferença de ponto
de ebulição entre o CO2 e o H2O relaciona-se:
a) à interação iônica das moléculas do CO2.
b) ao menor peso molecular da água.
c) à polaridade da molécula da água.
d) ao conteúdo de oxigênio das moléculas.
e) à diferença dos raios atômicos dos elementos.
25. (PUC-PR) As festas e eventos têm sido incrementadas com o efeito
de névoa intensa do “gelo seco”, o qual é constituído de gás carbônico
solidificado.
A respeito do fato, pode-se afirmar:
a) A névoa nada mais é que a liquefação do gás carbônico pela formação
das forças intermoleculares.
b) O gelo seco é uma substância composta e encontra-se na natureza no
estado líquido.
c) O gelo seco é uma mistura de substâncias adicionadas ao gás
carbônico e, por essa razão, a mistura se solidifica.
d) Na solidificação do gás carbônico ocorre a formação de forças
intermoleculares dipolo-dipolo.
e) Sendo a molécula de CO2 apolar, a atração entre as moléculas se dá
por dipolo instantâneo-dipolo induzido.
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26. (UNAERP-SP) No grupo 16 da tabela periódica estão os elementos
O, S, Se e Te que, quando na formação de seus hidretos, dão origem aos
compostos: H2O, H2S, H2Se e H2Te. No gráfico representamos a
temperatura de ebulição em ºC, a pressão de 1 atm em relação à massa
molar dos compostos.
O motivo pelo qual o hidreto de oxigênio possui ponto de ebulição maior
do que zero (100ºC) e não como deveria ser esperado (negativo menor
do que zero) é devido à:
a) ligação química covalente.
b) ligação química iônica.
c) ligação intermolecular íon-dipolo.
d) ligação intermolecular de dispersão.
e) ligação intermolecular ligação de hidrogênio.
27. (UFAM) Considereas seguintes substâncias: H2(g), Cl2(g), CS2(l),
NH3(g), Br2(l), H2O(l) e I2(s). Sobre elas podemos afirmar corretamente
que:
a) A molécula de iodo destoa deste conjunto, pois a natureza de suas
ligações é metálica e dos demais é covalente;
b) Apresentam baixos pontos de fusão e ebulição, pois são formados
apenas por ligações coordenadas dativa;
c) São compostos cujas forças intermoleculares são de pequena
intensidade em relação àquelas verificadas entre íons;
d) A distância entre o tipo de moléculas representadas por este grupo é
relativamente menor quando comparadas com as existentes entre os
íons;
e) A ligação química existente na molécula de hidrogênio é da mesma
natureza que as das moléculas de CS2(l), NH3(g) e H2O(l), e diferente das
moléculas de Cl2(g), Br2(l) e I2(s).
28. (UDESC) Dentre as substâncias abaixo, assinale aquela que
apresenta ligações de hidrogênio.
a) Benzeno (C6H6) c) Amônia (NH3)
b) Metano (CH4) d) Hexano (C6H14)
29. Brometo de hidrogênio (HBr) A capacidade que um átomo tem de
atrair elétrons de outro átomo, quando os dois formam uma ligação
química, é denominada eletronegatividade. Esta é uma das propriedades
químicas consideradas no estudo da polaridade das ligações.
Consulte a Tabela Periódica e assinale a opção que apresenta,
corretamente, os compostos H2O, H2S e H2Se em ordem crescente de
polaridade.
a) H2Se < H2O < H2S d) H2O < H2Se < H2S
b) H2S < H2Se < H2O e) H2Se < H2S < H2O
c) H2S < H2O < H2Se
30. (UFMG-MG) Este quadro apresenta as temperaturas de fusão e de
ebulição das substâncias Cℓ2, ICℓ e I2:
Considerando-se essas substâncias e suas propriedades, é CORRETO
afirmar que,
a) no ICℓ, as interações intermoleculares são mais fortes que no I2.
b) a 25°C, o Cℓ2 é gasoso, o ICℓ é líquido e o I2 é sólido.
c) na molécula do ICℓ, a nuvem eletrônica está mais deslocada para o
átomo de cloro.
d) no ICℓ, as interações intermoleculares são, exclusivamente, do tipo
dipolo instantâneo - dipolo induzido.
31. (UFMG) A molécula de flúor apresenta, entre seus dois átomos,
ligação:
a) covalente apolar.
b) covalente polar.
c) de Van der Waals.
d) iônica. e) metálica.
32. (UERJ) A cromatografia é uma técnica de separação de substâncias
orgânicas a partir da polaridade das suas moléculas. Admita que um
corante natural foi analisado por essa técnica e que sua composição
apresenta as seguintes substâncias:
Após a separação cromatográfica, as moléculas do corante se
distribuíram em duas fases: na primeira, identificaram-se as moléculas
com grupamentos polares; na segunda, a molécula apolar. A substância
presente na segunda fase é indicada por:
a) I
b) II
c) III
d) IV
33. (UERJ) O experimento a seguir mostra o desvio ocorrido em um filete
de água quando esta é escoada através de um tubo capilar.
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Considerando suas ligações interatômicas e suas forças
intermoleculares, a propriedade da água que justifica a ocorrência do
fenômeno consiste em:
a) ser um composto iônico
b) possuir moléculas polares
c) ter ligações covalentes apolares
d) apresentar interações de Van der Waals
34. (UERJ) No esquema a seguir estão representadas, na forma de linhas
pontilhadas, determinadas interações intermoleculares entre as bases
nitrogenadas presentes na molécula de DNA - timina, adenina, citosina e
guanina.
As interações representadas entre a timina e a adenina, e entre a citosina
e a guanina, são do tipo:
a) iônica
b) metálica
c) dipolo-dipolo
d) ligação de hidrogênio
Gabarito
1. D
2. A
3. E
4. C
5. D
6. C
7. D
8. B
9. B
10. D
11. A
12. B
13. C
14. A
15. D
16. C
17. E
18. B
19. C
20. C
21. C
22. D
23. C
24. C
25. E
26. E
27. C
28. C
29. E
30. C
31. A
32. A
33. C
34. D