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40 Coleção Estudo 02. Em 1970, um grupo de químicos descobriu que alguns polímeros eram condutores elétricos. Desde então, começou-se a pensar em fios de plástico, circuitos mais leves, músculos artificiais, entre outros. Esses polímeros possuem ligações pi conjugadas, permitindo a mobilidade eletrônica ao longo da cadeia. Polianilina é um dos mais importantes polímeros condutores e tem sido intensamente estudada nos últimos anos. N H N n m x N N H Disponível em: <http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/exemplar14. html>. Acesso em: 28 jan. 2011 (Adaptação). A propriedade condutividade elétrica e a estrutura molecular permitem classificar o polímero polianilina como um composto A) iônico, como o composto: O O O ON+ O O O 2PF6 – O O O N+ B) molecular, como o composto: C) covalente, como o composto: O OH Si Si O OH SiO OSi O OH SiO Si O OH SiO Si O OH SiO O ... ... ... ... ... ... ... ... ... Si D) covalente, como o composto: E) molecular, como o composto: SN R n NSR GABARITO Fixação 01. B 02. C 03. D 04. E 05. A) Grafita: 393,5 kJ Fulereno: 432,8 kJ B) Grafita Diamante Fulereno 3 4 3 C) A maior energia liberada na combustão do fulereno se deve à tensão proveniente dos anéis pentagonais. Como os ângulos esperados seriam de 120º (ângulo de ligação de carbonos trigonais), o fato de, nos pentágonos do fulereno, esses ângulos estarem em torno de 108º gera uma tensão angular. D) O fulereno é um sólido molecular, ao passo que a grafita é um sólido covalente. No primeiro, as unidades estruturais são moléculas C60 ligadas umas às outras por interações dipolo induzido-dipolo instantâneo, facilmente rompidas por ação de um solvente apolar. Já a dissolução do segundo envolveria, além da ruptura de interações dipolo induzido, a quebra de ligações mais intensas entre os átomos do tipo covalente. Propostos 01. E 04. A 07. B 10. D 02. E 05. B 08. D 11. E 03. C 06. A 09. B 12. A 13. A) Si 4– O O O O B) O óxido de silício é mau condutor de eletricidade. A baixa condutividade elétrica pode ser explicada pela ausência de íons ou elétrons com grande mobilidade. As ligações covalentes são muito direcionais, ou seja, os elétrons nelas envolvidos são fortemente atraídos pelos núcleos dos átomos, não permitindo sua movimentação, condição que seria essencial para uma boa condutividade elétrica. C) Os íons cálcio são bivalentes, isto é, possuem maior carga que os íons sódio. Isso faz com que a ligação iônica tenha maior intensidade diminuindo, assim, a solubilidade do vidro. Seção Enem 01. D 02. E Frente C Módulo 09 FRENTE 41Editora Bernoulli MÓDULOQUÍMICA GEOMETRIA MOLECULAR Em 1940, Sidgwick e Powell sugeriram que a forma geométrica de uma molécula poderia ser determinada pela distribuição, no espaço, dos pares de elétrons, ligantes ou não, do nível de valência de cada átomo. Para que esse arranjo seja estável, a repulsão entre esses pares de elétrons deve ser praticamente nula e, para que isso ocorra, eles devem situar-se no espaço o mais afastados possível uns dos outros. Essa teoria é conhecida como Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (VSEPR: Valency Shell Electronic Pairs Repulsion). É por isso que o metano, por exemplo, tem estrutura tetraédrica e não quadrada plana. Veja as figuras a seguir: H H H H C A estrutura tetraédrica do metano mostra a separação máxima dos pares de elétrons das ligações. H H H H C A estrutura hipotética de um quadrado plano para o metano. Quando comparar essa estrutura com a da figura anterior, lembre-se de que todos os átomos na estrutura do quadrado estão num mesmo plano (do papel), enquanto na estrutura tetraédrica os átomos estão em três dimensões. As formas geométricas de moléculas pequenas encontram-se representadas a seguir, com todas as informações necessárias para identificá-las a partir das fórmulas moleculares. Nº de átomos que se ligam Geometria molecular Forma da molécula Ângulos 2 Linear 180º 3 Linear 180º Angular (com presença de elétrons não ligantes no átomo central) Variável 4 Trigonal plana 120º Piramidal (com presença de um par de elétrons não ligantes no átomo central) Variável 5 Tetraédrica 109º28’ 6 Bipirâmide trigonal 120º e 90º 7 Octaédrica 90º 8 Bipirâmide pentagonal 72º e 90º Geometria molecular e polaridade de moléculas 10 C 42 Coleção Estudo Exemplos de geometrias de alguns tipos de moléculas exemplo desconhecido Tetraédrica Gângora Quadrado planar Bipirâmide trigonal Pirâmide quadrada Octaédrica Bipirâmide pentagonal Linear Linear Trigonal Piramidal Geometria T Angular Linear Angular AX2E AX2E2 AX2 CO2 SO2 H2O AX2E3 AX2E4 I2F – BrIF– AX3 AX3E AX3E2 BF3 COC�2 NH3 C�F3 AX4 AX4E AX4E2 AX5E AX5 CH4 CH3C� SF4 XeF4 PC�5 PC�4F IF5 SF6 IF7 AX6 AX7 E = Par eletrônico não ligante X = Grupo ou átomo ligante A = Átomo central HIBRIDIZAÇÃO A hibridização, ou hibridação, é a teoria que explica as ligações químicas nas moléculas. Trata-se do processo de combinação de orbitais atômicos num átomo (geralmente o central) de modo a gerar um novo conjunto de orbitais atômicos, os orbitais híbridos. Características do processo de hibridização • Ocorre entre orbitais não equivalentes. Os orbitais não são puros, daí sua forma ser geralmente diferente das formas puras. • O número de orbitais híbridos que se forma é igual ao número de orbitais atômicos que participa do processo de hibridização. • O processo de hibridização necessita de energia inicial; no entanto, na formação de ligações químicas, a liberação de energia é superior à absorção de energia. • As ligações covalentes formam-se através da sobreposição espacial (coalescência) de orbitais híbridos, ou entre orbitais híbridos e orbitais puros. Frente C Módulo 10
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