Lista de Exercícios - Cap 1_Alunos

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<p>QUÍMICA ORGÂNICA I</p><p>EXERCÍCIOS – CAPÍTULO 1</p><p>5. Qual dos seguintes tem</p><p>a. a ligação mais polar? b. a ligação menos polar?</p><p>NaI LiBr Cl2 KCl</p><p>6. Depois de examinar os mapas de potencial para LiH, HF e H2, responda às seguintes perguntas:</p><p>a. Quais compostos são polares?</p><p>b. Por que o LiH tem o maior hidrogênio?</p><p>c. Qual composto tem o hidrogênio mais carregado positivamente?</p><p>8. Use os símbolos δ+ e δ- para mostrar a direção da polaridade da ligação indicada em cada um dos seguintes compostos (por exemplo,</p><p>).</p><p>9. Uma carga formal é um dispositivo de contabilidade. Isso não indica necessariamente que o átomo tenha maior ou menor densidade</p><p>eletrônica do que outros átomos na molécula sem cargas formais. Você pode ver isso examinando os mapas de potencial para H2O, H3O</p><p>+</p><p>e HO-.</p><p>a. Qual átomo carrega a carga formal negativa no íon hidróxido?</p><p>b. Qual átomo é o mais negativo no íon hidróxido?</p><p>c. Qual átomo carrega a carga formal positiva no íon hidrônio?</p><p>d. Qual átomo é o mais positivo no íon hidrônio?</p><p>10. Desenhe a estrutura de Lewis para cada um dos seguintes:</p><p>11.</p><p>a. Desenhe duas estruturas de Lewis para C2H6O. b. Desenhe três estruturas de Lewis para C3H8O.</p><p>(Dica: As duas estruturas de Lewis na parte a são isômeros constitucionais; elas têm os mesmos átomos, mas diferem na forma como os</p><p>átomos estão conectados. As três estruturas de Lewis na parte b também são isômeros constitucionais.)</p><p>12. Expanda as seguintes estruturas condensadas para mostrar as ligações covalentes e os elétrons de pares solitários:</p><p>14. Indique o tipo de orbital molecular (σ, σ*, π ou π*) que resulta quando os orbitais são combinados conforme indicado:</p><p>15. Quais orbitais são usados para formar as 10 ligações covalentes do propano (CH3CH2CH3)?</p><p>16. Os ângulos de ligação em H3O</p><p>+ são maiores que ____________ e menores que __________.</p><p>17. De acordo com o mapa de potencial para o íon amônio, qual(is) átomo(s) é(são) mais carregado(s) positivamente?</p><p>18. Compare os mapas de potencial para metano, amônia e água. Qual é a molécula mais polar? Qual é o menos polar?</p><p>19.</p><p>a. Preveja os comprimentos relativos e as forças das ligações em Cl2 e Br2.</p><p>b. Preveja os comprimentos relativos e as forças das ligações em HF, HCl e HBr.</p><p>20. Qual das ligações de uma ligação dupla carbono-carbono tem sobreposição orbital-orbital mais efetiva, a ligação σ ou a ligação π?</p><p>21. Por que você esperaria que uma ligação σ C–C formada pela sobreposição sp2-sp2 fosse mais forte do que uma ligação σ formada pela</p><p>sobreposição sp3-sp3?</p><p>22.</p><p>a. Qual é a hibridização de cada um dos átomos de carbono no seguinte composto?</p><p>b. Qual é a hibridização de cada um dos átomos de carbono, oxigênio e nitrogênio nos seguintes compostos?</p><p>23. Descreva os orbitais usados na ligação e os ângulos de ligação nos seguintes compostos. (Dica: consulte a Tabela 1.7).</p><p>25. Qual das seguintes moléculas você esperaria ter um momento de dipolo igual a zero?</p><p>26.</p><p>a. Desenhe o ácido conjugado de cada um dos seguintes:</p><p>b. Desenhe a base conjugada de cada um dos seguintes:</p><p>27.</p><p>a. Escreva uma equação mostrando CH3OH reagindo como um ácido com NH3 e uma equação mostrando-o reagindo como uma base</p><p>com HCl.</p><p>b. Escreva uma equação mostrando NH3 reagindo como um ácido com HO- e uma equação mostrando-o reagindo como uma base com</p><p>HBr.</p><p>28.</p><p>a. Qual é um ácido mais forte, um com pKa de 5,2 ou um com pKa de 5,8?</p><p>b. Qual é um ácido mais forte, um com uma constante de dissociação ácida de 3,4 x 10-3 ou um com uma constante de dissociação ácida</p><p>de 2,1 x 10-4?</p><p>30.</p><p>a. Para cada uma das reações ácido-base da Seção 1.17, compare os valores de pKa dos ácidos de cada lado das setas de equilíbrio e</p><p>convença-se de que a posição de equilíbrio está na direção indicada. (Os valores de pKa que você precisa podem ser encontrados na</p><p>Seção 1.17 ou no Problema 31.</p><p>b. Faça a mesma coisa para o equilíbrio na Seção 1.16. (O pKa de NH4</p><p>+ é 9,4.)</p><p>31.</p><p>a. Qual é uma base mais forte, CH3COO- ou HCOO- (O pKa de CH3COOH é 4,8; o pKa de HCOOH é 3,8.)</p><p>b. Qual é uma base mais forte, HO- ou NH2</p><p>-? (O pKa de é 15,7; o pKa de NH3 é 36.)</p><p>c. Qual é uma base mais forte, H2O ou CH3OH? (O pKa de H3O</p><p>+ é -1,7; o pKa de CH3OH2</p><p>+ é -2,5).</p><p>32. Usando os valores de pKa na Seção 1.17, classifique as seguintes espécies em ordem decrescente de força de base:</p><p>34. Para cada um dos seguintes compostos, indique qual é o ácido mais forte:</p><p>35. Liste os seguintes compostos em ordem decrescente de acidez:</p><p>36. Para cada um dos seguintes compostos, indique qual é a base mais forte:</p><p>37. HCl é um ácido mais fraco que HBr. Por que, então, ClCH2COOH é um ácido mais forte que BrCH2COOH?</p><p>38.</p><p>a. Qual dos íons haletos (F-, Cl-, Br-, I-) é a base mais forte?</p><p>b. Qual é a base mais fraca?</p><p>39.</p><p>a. Qual é mais eletronegativo, oxigênio ou enxofre?</p><p>b. Qual é um ácido mais forte, H2O ou H2S?</p><p>c. Qual é um ácido mais forte, CH3OH ou CH3SH?</p><p>40. Usando a tabela de valores de pKa fornecida no Apêndice II, responda o seguinte:</p><p>a. Qual é o composto orgânico mais ácido da tabela?</p><p>b. Qual é o composto orgânico menos ácido na tabela?</p><p>c. Qual é o ácido carboxílico mais ácido da tabela?</p><p>d. Qual é mais eletronegativo, oxigênio hibridizado na sp3 ou oxigênio hibridizado na sp2?</p><p>e. Quais são as eletronegatividades relativas dos átomos de nitrogênio hibridizados sp3, sp2 e sp?</p><p>f. Quais são as eletronegatividades relativas dos átomos de carbono hibridizados sp3, sp2 e sp?</p><p>g. Qual é mais ácido, HNO3 ou HNO2? Por quê?</p><p>41. Qual composto você esperaria que fosse um ácido mais forte? Por quê?</p><p>42. Desenhe os contribuintes de ressonância para os seguintes compostos:</p><p>43. Enquanto o pH for maior que __________, mais de 50% de uma amina protonada com pKa de 10,4 estará em sua forma neutra e não</p><p>protonada.</p><p>44.</p><p>a. Em que pH 99% de um composto com pKa de 8,4 estará em sua forma básica?</p><p>b. Em que pH 91% de um composto com pKa 3,7 estará em sua forma ácida?</p><p>c. Em que pH 9% de um composto com pKa 5,9 estará em sua forma básica?</p><p>d. Em que pH 50% de um composto com pKa de 7,3 estará em sua forma básica?</p><p>e. Em que pH 1% de um composto com pKa de 7,3 estará em sua forma ácida?</p><p>45.</p><p>a. Indique se um ácido carboxílico (RCOOH) com um pKa de 5 será majoritariamente carregado ou neutro em soluções com os</p><p>seguintes valores de pH:</p><p>1. pH = 1 3. pH = 5 5. pH = 9 7. pH = 13</p><p>2. pH = 3 4. pH = 7 6. pH = 11</p><p>b. Responda a mesma pergunta para uma amina protonada (RNH3</p><p>+) com 9.</p><p>c. Responda a mesma pergunta para um álcool (ROH) com pKa de 15.</p><p>46. Para cada composto em 1 e 2, indique o pH em que</p><p>a. 50% do composto estará em uma forma que possui uma carga.</p><p>b. mais de 99% do composto estará em uma forma que possui uma carga.</p><p>47. Para cada um dos seguintes compostos, mostrados em suas formas ácidas, desenhe a forma em que predominará em uma solução de</p><p>pH = 7:</p><p>50. Desenhe uma estrutura de Lewis para cada uma das seguintes espécies:</p><p>51. Dê a hibridização do átomo central de cada uma das seguintes espécies e diga se o arranjo de ligações em torno dele é linear, trigonal</p><p>planar ou tetraédrico:</p><p>52. Desenhe a estrutura condensada de um composto que contém apenas átomos de carbono e hidrogênio e que tem</p><p>a. três carbonos hibridizados sp3.</p><p>b. um carbono hibridizado sp3 e dois carbonos hibridizados sp2.</p><p>c. dois carbonos hibridizados sp3 e dois carbonos hibridizados sp.</p><p>53. Preveja os ângulos de ligação indicados:</p><p>54. Dê a cada átomo a carga formal apropriada:</p><p>55. Desenhe a configuração eletrônica do estado fundamental para:</p><p>a. Ca b. Ca2+ c. Ar d. Mg2+</p><p>56. Escreva a estrutura Kekulé para cada um dos seguintes compostos:</p><p>57. Mostre a direção do momento de dipolo em cada uma das seguintes ligações (use as eletronegatividades dadas</p><p>na Tabela 1.3):</p><p>58. Qual é a hibridização do átomo indicado em cada uma das seguintes moléculas?</p><p>59.</p><p>a. Qual das ligações indicadas em cada molécula é mais curta?</p><p>b. Indique a hibridização dos átomos de C, O e N em cada uma das moléculas.</p><p>60. Para cada um dos seguintes compostos, desenhe a forma em que predominará em pH = 3, pH = 6, pH = 10 e pH = 14:</p><p>61. Quais das seguintes moléculas têm ângulos de ligação tetraédricos?</p><p>62. Os carbonos hibridizados sp2 e os átomos indicados estão no mesmo plano?</p><p>63. Dê os produtos das seguintes reações ácido-base e indique se os reagentes ou produtos são favorecidos no equilíbrio (use os valores de</p><p>pKa fornecidos na Seção 1.17):</p><p>64. Para cada uma das seguintes moléculas, indique a hibridização de cada átomo de carbono e dê os valores aproximados de todos os</p><p>ângulos de ligação:</p><p>65.</p><p>a. Estime o valor de pKa de cada um dos seguintes ácidos sem usar uma calculadora (ou seja, entre 3 e 4, entre 9 e 10, etc.):</p><p>b. Determine os valores de pKa, usando uma calculadora.</p><p>c. Qual é o ácido mais forte?</p><p>66.</p><p>a. Liste os seguintes ácidos carboxílicos em ordem decrescente de acidez:</p><p>b. Como a presença de um substituinte eletronegativo como Cl afeta a acidez de um ácido carboxílico?</p><p>c. Como a localização do substituinte afeta a acidez de um ácido carboxílico?</p><p>67. Desenhe uma estrutura de Lewis para cada uma das seguintes espécies:</p><p>68.</p><p>a. Para cada um dos seguintes pares de reações, indique qual delas tem a constante de equilíbrio mais favorável (ou seja, qual delas</p><p>favorece mais os produtos):</p><p>b. Qual das quatro reações tem a constante de equilíbrio mais favorável?</p><p>69. O seguinte composto tem dois isômeros:</p><p>Um isômero tem um momento de dipolo de 0 D, e o outro tem um momento de dipolo de 2,95 D. Proponha estruturas para os dois isômeros</p><p>que sejam consistentes com esses dados.</p><p>71. A água e o éter dietílico são líquidos imiscíveis. Compostos carregados se dissolvem em água e compostos não carregados se dissolvem</p><p>em éter.</p><p>C6H11COOH tem um pKa de 4,8 e C6H11NH3</p><p>+ tem um pKa de 10,7.</p><p>a. Qual pH você faria com a camada de água para fazer com que ambos os compostos se dissolvessem nela?</p><p>b. Qual pH você faria na camada de água para fazer com que o ácido se dissolva na camada de água e a amina se dissolva na camada</p><p>de éter?</p><p>c. Qual pH você faria na camada de água para fazer com que o ácido se dissolvesse na camada de éter e a amina se dissolvesse na</p><p>camada de água?</p><p>72. Como você poderia separar uma mistura dos seguintes compostos? Os reagentes disponíveis são água, éter, HCl 1,0 M e NaOH 1,0 M.</p><p>76.</p><p>a. Se um ácido com pKa de 5,3 está em uma solução aquosa de pH 5,7, que porcentagem do ácido está presente na forma ácida?</p><p>b. Em que pH 80% do ácido existirá na forma ácida?</p>