Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
– 161 1. Considerando-se um átomo que apresente número de massa igual ao dobro do número atômico, é correto afirmar que a) possui mais elétrons do que nêutrons. b) possui a mesma quantidade de elétrons, nêutrons e prótons. c) possui duas vezes mais prótons do que nêutrons. d) possui duas vezes mais nêutrons do que prótons. e) o número atômico é o dobro do número de nêutrons. 2. São dados três átomos distintos A, B e C. O átomo A tem número atômico 35 e número de massa 80. O átomo C tem 47 nêutrons, sendo isoeletrônico de A. Os átomos A e B têm o mesmo número de nêutrons e os átomos B e C têm o mesmo número de massa. Determine o número de prótons do átomo B. 3. (UNESP-SP – MODELO ENEM) – De acordo com o modelo atômico atual, prótons e nêutrons não são mais considerados partículas elementares. Eles seriam formados de três partículas ainda menores, os quarks. Admite-se a existência de 12 quarks na natureza, mas só dois tipos formam prótons e nêutrons, o quark up (u), de carga elétrica positiva, igual a 2/3 do valor da carga do elétron, e o quark down (d), de carga elétrica negativa, igual a 1/3 do valor da carga do elétron. A partir dessas informações, assinale a alternativa que apresenta corretamente a composição do próton e do nêutron. RESOLUÇÃO: P = (– 1/3) + 2 (+ 2/3) = + 1 N = (+ 2/3) + 2(– 1/3) = 0 Resposta: C MÓDULO 1 ESTRUTURA DO ÁTOMO: CONCEITOS BÁSICOS RESOLUÇÃO: A = 2Z = Z + N 2Z – Z = N ∴ Z = N np = ne Resposta: B RESOLUÇÃO: 80 35 A B C (N = 47) – A e C são isoeletrônicos (igual número de elétrons; como são átomos, igual número atômico). – Número atômico de C = 35 – Número de massa de C e B = 35 + 47 = 82 – Número de nêutrons de A e B = 80 – 35 = 45 – Número de prótons de B = 82 – 45 = 37 Próton Nêutron a) d, d, d u, u, u b) d, d, u u, u, d c) d, u, u u, d, d d) u, u, u d, d, d e) d, d, d d, d, d FRENTE 1 – QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 161 1. O tecnécio (Z = 43) é um elemento artificial, sendo seus isótopos radioativos, entre eles 99Tc. Este radioisótopo emite radiação gama, com tempo de meia vida de 6,02 h, características que permitem seu uso em medicina nuclear diagnóstica, possibilitando imagens cin - tilográficas de alta resolução. A série dos lantanídeos é constituída de 15 metais quimicamente muito parecidos, entre eles, o cério (Z = 58), um componente usado em ligas para a limpeza do aço e para melhorar o desempenho de catalisadores, filtros e escapamentos dos auto mó veis. Sobre a configuração eletrônica do tecnécio e do cério, escreva para cada um deles: a) a ordem energética; b) a ordem geométrica; c) o número de elétrons da camada de valência. 2. Um átomo no estado fundamental tem somente um nível de energia contendo 32 elétrons e 5 elétrons na ca mada de valência. Esse átomo apresenta quantos elétrons no quinto nível de energia? 3. A soma dos elétrons dos subníveis s e f é igual a 16 de um átomo de um certo elemento químico. Determine o número atômico desse elemento. RESOLUÇÃO: O subnível 4f começa a ser preenchido quando o subnível 6s está completo (ver diagrama de Pauling) 1s22s23s24s25s26s2 total = 12 elétrons. Concluímos: 4f4 MÓDULO 2 ESTUDO DA ELETROSFERA E CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA RESOLUÇÃO: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p 43Tc: ordem energética – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d5 ordem geométrica – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d5 5s2 camada de valência – 5s2 → 2 elétrons 58Ce: ordem energética – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s24d10 5p6 6s2 4f2 ordem geométrica – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f2 5s2 5p6 6s2 camada de valência – 6s2 → 2 elétrons 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f4 5s2 5p6 5d 5f 6s2 6p 6d 7s 7p Resposta: Z = 60 RESOLUÇÃO: 2 K 1s2 8 L 2s2 2p6 18 M 3s2 3p6 3d10 Na camada O, há 18 elétrons 32 N 4s2 4p6 4d10 4d14 18 O 5s2 5p6 5d10 5f 5 P 6s2 6p3 6d Q 7s 7p 162 – CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 162 1. (UFRRJ-MODELO ENEM) – O envenenamento por chumbo é um problema relatado desde a Antiguidade, pois os romanos utilizavam esse metal em dutos de água e recipientes para cozinhar. No corpo humano, com o passar do tempo, o chumbo deposita-se nos ossos, substituindo o cálcio. Isso ocorre porque os íons Pb2+ e Ca2+ apresentam a mesma carga elétrica e são similares em tamanho, fazendo com que a absorção de chumbo pelo organismo aumente em pesssoas que têm deficiência de cálcio. Com relação ao Pb2+, seu número de prótons, nêutrons e elétrons são, respectivamente, Dados: n.o atômico do Pb = 82 n.o de massa do Pb = 207 a) 82, 125 e 80. b) 82, 125 e 84. c) 84, 125 e 82. d) 82, 127 e 80. e) 84, 127 e 82. RESOLUÇÃO: 207 82Pb 2+ Z = 82; A = 207 P = 82, N = A – Z ∴ N = 207 – 82 ∴ N = 125 2+ : perdeu 2 elétrons e = 80 Resposta: A 2. Beber refrigerante em excesso é um risco à saúde dos ossos. A ingestão de mais de quatro latas de 350 mL desta bebida por dia leva o organismo a perder cálcio e fósforo, elementos importantes para uma ossatura forte. No estudo desse assunto é fundamental o conhecimento da configuração eletrônica dos átomos de cálcio e fósforo e de seus íons. Indique a alternativa correta: Dados: Ca (Z = 20 e A = 40); P (Z = 15 e A = 31); S (Z = 16 e A = 32) a) O número de prótons do íon Ca2+ é 22. b) O átomo neutro de fósforo é isoeletrônico do íon S2–. c) O fósforo contém 15 nêutrons. d) O íon Ca2+ é formado pelo ganho de 2 elétrons. e) O íon P3– apresenta 15 prótons e 18 elétrons. 3. (FATEC-SP) – O íon Sc3+ (Número atômico = 21) e o íon P3– são isoeletrônicos. O número atômico de P é: a) 15 b) 18 c) 21 d) 24 e) 19 Comentário: “Isoeletrônico” significa com o mes mo número de elétrons. 4. (UNIRIO) – Os sais de Cr6+ são, em geral, solúveis no pH biológico e, portanto, têm fácil penetração. Daí a sua toxidade para seres humanos. Por outro lado, os compostos de Cr3+ são pouco solúveis nesse pH, o que resulta em dificuldade de passar para o interior das células. Indique a opção que corresponde à configuração eletrônica do íon Cr3+. Dado: 18Ar 24Cr a) [Ar] 4s2 3d1 b) [Ar] 3d2 c) [Ar 3d3 d) [Ar] 4s2 3d4 e) [Ar] 4s2 3d5 RESOLUÇÃO: Ca: 20p, 20n, 20e enquanto seu íon Ca2+ apresenta 20p e 18e P: 15p, 16n, 15e enquanto seu íon P3– apresenta 15p, 16n, 18e S: 16p, 16n, 16e enquanto seu íon S2– apresenta 16p, 16n, 18e Resposta: E RESOLUÇÃO: O Sc3+ e o P3– apresentam 18 elétrons, portanto o átomo de fósforo P contém 15 prótons. Resposta: A RESOLUÇÃO: 24Cr 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d4 24Cr3+ 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 3d3 18Ar 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6 Resposta: C MÓDULO 3 CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA DE ÍONS – 163 CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 163 1. (FATEC-SP) Se 5726Fe e 5727Co são espécies de elementos diferentes que possuem o mesmo número de massa, uma característica que os distingue sempre é o número de a) prótons na eletrosfera b) elétrons no núcleo. c) nêutrons na eletrosfera. d) prótons no núcleo. e) prótons mais nêutrons no núcleo. 2. Um certo íon negativo de carga 3– tem 36 elétrons e seu número de massa é 75. Identifique o símbolo do elemento químico, isótono deste íon, que apre senta número de massa 80. a) 30Zn b) 35Br c) 37Rb d) 38Sr e) 40Zr RESOLUÇÃO: íon X3– ⇒ 36 elétrons átomo X ⇒ 33 elétrons ∴ A = Z + N 75 = 33 + N ⇒ N = 42 isótonos X Y átomo Y ⇒ N = 42 e A = 80 A = Z + N 80 = Z + 42 ⇒ Resposta: D 3. Três átomos guardam entre si a seguinte relação: A e B são isótopos; B e C são isóbaros; A e C são isótonos. Sabe-se ainda que — o número atômico de B é 21; — o número de massa de B é 43; — o elemento C possui 22 prótons. Pedem-se a) o número de massa do átomo A. b) a configuração eletrônica nos subníveis para o ion B2+ RESOLUÇÃO:a) Número atômico de A = 21, pois A e B são isótopos. Número de massa de C = 43, pois B e C são isóbaros. Número de nêutrons de C = 43 – 22 = 21. Número de nêutrons de A = 21, pois A e C são isótonos. Número de massa de A = 21 + 21 = 42. b) Átomo B0 (21 prótons, 21 elétrons) Íon B2+ (21 prótons, 19 elétrons) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 RESOLUÇÃO: 57 26Fe 57 27Co p = 26 p = 27 Uma característica que os distingue sempre é o número de prótons. Resposta: D Z = 33 Z = 38 isótonos A CB 43 21 isóbarosisótopos 22 MÓDULO 4 ISÓTOPOS, ISÓBAROS E ISÓTONOS 4s2 N 3s2 3p6 3d1 M 2s2 2p6 L 1s2 K 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 164 – CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 164 4. A soma dos números de nêutrons de três átomos, J, L e M, é 88, enquanto a soma dos números de prótons é 79. Sabe-se ainda que L tem 30 nêutrons, J e L são isótopos, L e M são isóbaros e J e M são isótonos. Calcule o número atômico e o número de massa de cada um deles. RESOLUÇÃO: N’ + N + N’ = 88 ⎯→ 2N’ + 30 = 88 Z + Z + Z’ = 79 N’ = 29 ––––––––––––––– A’ + A + A = 167 A’ + 2A = 167 Z + 29 + 2 (Z + 30) = 167 3Z = 78 ∴ Z = 26 2Z + Z’ = 79 Z’ = 27 55 26J 56 26L 56 27M N’ = 29 N = 30 N’ = 29 1. (MODELO ENEM) – Um átomo que tenha perdido ou ad quirido elétrons terá uma carga positiva ou negativa, depen dendo da partícula, próton ou elétron, em excesso. Um átomo ou grupo de átomos carregado é chamado de íon. O íon posi ti vo tem o nome de cátion e o íon negativo é denominado ânion. Quando átomos com configuração eletrônica 1s2 2s2 2p6 3s2 reagem com átomos com configuração 1s2 2s2 2p5 há for mação de cátions e ânions, respe c tivamente: a) monovalentes e monovalentes. b) monovalentes e bivalentes. c) bivalentes e monovalentes. d) bivalentes e bivalentes. e) bivalentes e trivalentes. RESOLUÇÃO: O átomo A cede dois elétrons e transforma-se no cátion bivalente A2+. O átomo B recebe um elétron e trans forma-se no ânion mono va - lente B1–. Resposta: C 2. (MODELO ENEM) – O fósforo é um não metal que não é encontrado livre na natureza, mas na forma de fosfatos principalmente. É encontrado na forma de fosfato de cálcio nos ossos e nos dentes. O potássio é um metal de baixa densidade que se oxida rapidamente na presença de oxigênio da at mosfera. O átomo de fósforo (P) apresenta cinco elétrons de valência e o potássio (K) tem um elétron de valência. Esses átomos combinam-se por transferência de elétron resultando a substância de fórmula: a) K3P2 b) KP3 c) K3P d) KP e) K2P A' Z J A Z L A Z' M isótonos isóbaros isótoposN' N'N = 30 MÓDULO 5 LIGAÇÕES QUÍMICAS: A LIGAÇÃO IÔNICA A: 1s2 2s2 2p6 3s2 K 2 L 8 M 2 B: 1s2 2s2 2p5 K 2 L 7 RESOLUÇÃO: K – metal alcalino – tendência para doar um elétron P – não metal - tendência para receber três elétrons •• K • → • P • ← • K K1+3 P 3– •↑ • K Resposta: C – 165 CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 165 3. (MODELO ENEM) – As reservas mundiais de bauxita somam 34 bilhões de toneladas, das quais o Brasil detém 3,5 bilhões de to - neladas, sendo um grande produtor de alumina, atrás somente da Austrália. As principais empresas produtoras são: No Brasil: MRN 70%, CBA 12%, Vale 12% No mundo: Comalco, Alcan, Alcoa, Rio Tinto e BHP na Austrália, Chalco na China, CVG na Guiné. A alumina ( óxido de alumínio) é o principal componente da bauxita, purificada pelo processo Bayer. O rubi e a safira são constituídos principalmente por alumina e as suas colorações são características de traços de impurezas. Os átomos de alumínio e oxigênio combinam-se por transferência de elétrons, resultando a substância de fórmula Dados: 13Al; 8O a) AlO b) Al2O c) AlO3 d) Al2O3 e) Al3O2 1. (UFF-RJ) – O leite ma terno é um alimen to rico em substâncias orgâ nicas, tais como proteínas, gordu ras e açúcares, e subs tâncias mi - ne rais como, por exem plo, o fos fa to de cálcio. Esses compostos orgâ - nicos têm co mo característica principal as ligações co va lentes na for ma ção de suas molé culas, enquanto o mineral apresenta tam bém ligação iônica. Assinale a alternativa que apresenta corre ta mente os con ceitos de li ga - ções covalente e iônica a) A ligação covalente só ocorre nos compostos or gâ nicos. b) A ligação covalente se faz por trans fe rên cia de elé trons, e a ligação iônica, pelo com par tilha men to de elé trons na camada de valência. c) A ligação covalente se faz por atração de cargas entre átomos, e a ligação iônica, por separação de cargas. d) A ligação covalente se faz por união de áto mos em moléculas, e a ligação iônica, por união de átomos em complexos químicos. e) A ligação covalente se faz pelo compar tilhamento de elétrons, e a ligação iônica, por transferência de elétrons. 2. A ligação covalente (compartilhamento de pares de elé trons) ocorre quando átomo de não metal liga-se a átomo de não metal ou hidrogênio. Dar as fórmulas dos compostos for mados por: (I) A (Z = 1) e B (Z = 7) (II) E (Z = 6) e F (Z = 17) RESOLUÇÃO: I) A(Z = 1) K (hidrogênio) 1 II) E(Z = 6) K L 2 4 F(Z = 17) K L M 2 8 7 ou EF4MÓDULO 6 A LIGAÇÃO COVALENTE RESOLUÇÃO: Ligação iônica: transferência de elétrons. Ligação covalente: compartilhamento de elé trons. Resposta: E B(Z =7) K L 2 5 •• A x • B • x A ou A3B • x A xx x x F xx x xx • xx x x F x • E • x F xx xx • xx x x x Fxx xx RESOLUÇÃO: 13Al: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 → Al3+: 1s2 2s2 2p6 8O: 1s2 2s2 2p4 → O2–: 1s2 2s2 2p6 Fórmula do composto: Al3+ 2 O2– 3 → Al2O3 Resposta: D 166 – CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 166 3. (MODELO ENEM) – Moléculas existem nas substâncias em que os átomos estão ligados covalentemente (com par tilha mento de pares de elétrons). A Estrutura de Lewis de um átomo é uma representação que mostra os seus elétrons de valência. •• Exemplo: • P • • Qual das fórmulas abaixo é pre vis ta para o composto for mado por átomos de fósforo e flúor, consi derando o nú mero de elétrons da camada de valência de cada átomo? Dados: P: Z = 15; F: Z = 9. RESOLUÇÃO: P(Z = 15) K L M F(Z = 9) K L 2 8 5 2 7 ou Resposta: D 4. O peróxido de hi drogênio (H2O2 – água oxigenada), subs tância uti - li zada como agente bactericida em ferimentos; ácido carbônico (H2CO3), utilizado em refrigerantes; bicarbonato de sódio (NaHCO3), utilizado como antiácido e soda cáustica (NaOH), utilizada em pro - dutos de limpeza, são, respec tivamente, compostos: a) molecular, iônico, iônico e molecular. b) molecular, iônico, iônico e iônico. c) molecular, molecular, iônico e iônico. d) iônico, molecular, molecular e iônico. e) iônico, molecular, molecular e molecular. Dados: RESOLUÇÃO: Moleculares: H2O2 e H2CO3 Iônicos: NaHCO3, NaOH Resposta: C xx • • xx x x F x • P • x F xx xx • xx x x x Fxx xx F — P — F| F H • • • • • O • • • • C • • Na • a) P F b) P — F F c) F — P F d) F — P — F e) P — F — P F P H — O – C = O�H — O — O — H Na+ � O H — O C = O Na+ [O — H]– H — O – 167 CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 167 1. (MACKENZIE-SP) Relativamente à fórmula estrutural acima, dados os números atômicos Ca = 20, O = 8 e S = 16, é correto afirmar que a) existem somente ligações covalentes normais. b) o oxigênio cede dois elétrons para o cálcio. c) o enxofre recebe dois elétrons do cálcio. d) o cálcio, no estado fundamental, apresenta seis elétrons na camada de valência. e) há ligação iônica entre o cátion cálcio e o ânion sulfato, duas liga - ções covalentes normais e duas ligações dativas (ou covalentes coor denadas). RESOLUÇÃO: Há ligação iônica formada pela presença do metalcálcio, duas ligações covalentes normais observadas pelo compartilhamento de elé trons entre oxigênio e enxofre e duas ligações dativas, nas quais o átomo de enxofre “empresta” o par de elétrons não ligante. Resposta: E 2. A hidrazina, N2H4, é um líquido fumegante, de odor semelhante ao da amônia, e é doador de elétrons, pois o nitrogênio possui um par de elétrons não ligante. A mistura com o tetróxido de dinitrogênio, N2O4, é utilizada como combustível para foguetes, ônibus espaciais e mís seis teleguiados. A hidrazina age como agente redutor na produção de espelhos de prata e cobre. Escreva as fórmulas eletrônicas e estruturais das substâncias em ne - grito no texto. Dadas as estruturas de Lewis: RESOLUÇÃO: 3. (MODELO ENEM) – Gilbert N. Lewis foi professor de Química na Universidade Berkeley, Califórnia – Estados Unidos, e tornou-se conhecido por formular conceitos sobre ácidos e bases, como também elaborar a teoria das ligações químicas covalentes. O termo dativa deriva do latim dativus, que significa “próprio ao ato de dar”, por isso chamamos a ligação, na qual o objetivo é “em prestar” o par de elétrons, de ligação covalente dativa, que só ocorre quando não for mais possível realizar uma ligação covalente normal. Nas fórmulas estruturais de ácidos abaixo, “X” representa um elemento químico. As fórmulas moleculares dos compostos I, II, III, IV, são res - pectivamente: a) H2SO4, HNO3, H3PO4, H2CO3 b) HClO3, HNO3, H3PO4, H2CO3 c) HNO3, H2SO4, H2CO3, H3PO4 d) HNO3, H2SO4, HClO3, HNO3 e) H3PO4, H2CO3, HClO3, H2SO4 Dados: MÓDULO 7 FÓRMULAS ELETRÔNICAS E ESTRUTURAIS O O Ca2+ � S � 2– O O H • • • O • • • • • N • • O N — N O O O O N N O O O Estrutural Eletrônica N2O4 N2H4 H N N H •• •• •• •• •• H •• H •• Estrutural H — N — N — H H H Eletrônica •• •• •••• •• •••• •• •••••• • • •• •• •• •• •• H — O — X O I. → ↓ O X OIII. H O H O II. X H O H O ↓O ↓ O IV. X H O H O OH O • • • N • • • • • O • • • • S • • Cl • • H • • • C • • • • • P • • 168 – CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 168 RESOLUÇÃO: As fórmulas estrututurais estão esquematizadas abaixo, levando em con - sideração o número de pares de elétrons disponíveis para a ligação dativa de cada átomo representado pela letra X. Resposta: C 4. Apresente as fórmulas eletrônicas e estruturais do trióxido de enxofre (SO3), do hidróxido de sódio (NaOH) e do perclorato de cálcio (Ca(ClO4)2). • • • • • • Dados: • O •• ; • S ••; • Cl ••; Ca ••; Na •; H • • • • • RESOLUÇÃO: 1. (UNIFESP) – Na figura, são apresentados os desenhos de algumas geometrias moleculares. SO3, H2S e BeCl2 apresentam, respectivamente, as geometrias moleculares a) III, I e II. b) III, I e IV. c) III, II e I. d) IV, I e II. e) IV, II e I. Dados: RESOLUÇÃO: De acordo com a teoria da repulsão dos pares de elétrons da camada de valência, as moléculas descritas têm as seguintes geometrias: Resposta: E H — O H — O — P O H — O — H — O S — O O ↗ ↘ H — O — H — O — C = O H — O — N = O ← O H — O ← O ••• • • • • • S ••••O•• • • • • O •• •• • • SO3 O S O——O ou O S O——O — — NaOH Na1+ O ••• • • • •• H 1– � � Na1+ [O – H]1– Ca(ClO4)2 ClO4 – HClO4 O ••• • • • •• Cl • • • • O • • • • • • O ••• • • • • • O •• •• •• H O Cl — O — H O O ou O — Cl — O— H O — — O Ca2+ O •• •• • • • • Cl• • O • • • • • • • • O ••• • • • • • O ••• • • •� � 1– 2 ou O — Cl OCa2+ O O � � 1– 2 MÓDULO 8 TEORIA DA REPULSÃO DOS PARES DE ELÉTRONS DA CAMADA DE VALÊNCIA 4Be 8O 16S 17Cl 1H O •• • • • • • • S• •• •O • • O•• • • • • • • • • IV 3 conjuntos de pares de elétrons ligantes S•• • • • • • • H H II { geometria trigonal 4 pares de elétrons, sendo 2 ligantes { geometria angular Cl •• Be •• Cl •• •• • • •• •• • • I 2 pares de elétrons ligantes { geometria linear – 169 CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 169 2. Assinale a molécula cuja geometria está assinalada incorreta - mente. RESOLUÇÃO: a) linear (3 átomos e átomo central sem par de elétron não ligante). b) angular (3 átomos e átomo central com par de elétron não ligante). c) pirâmide trigonal (piramidal) (4 átomos e átomo central com par de e– não ligante). d) plana trigonal (4 átomos e átomo central sem par de e– não ligante). e) tetraédrica (5 átomos). Resposta: D 3. Associe as estruturas de Lewis das espécies abaixo com a sua geometria molecular apresentada na forma de modelos de bolas. RESOLUÇÃO: I) Os pares eletrônicos do átomo central dirigem-se para os vértices de um triângulo equilátero. O íon é plano trigonal (B). II) Os pares eletrônicos do átomo central dirigem-se para os vértices de um tetraedro, mas não existe átomo em dois dos vértices. A molécula é angular (E). III) Os pares eletrônicos dirigem-se para os vértices de um tetraedro, mas não há átomo em um dos vértices. A molécula é piramidal trigonal (D). IV) Os pares eletrônicos dirigem-se para os vértices de um tetraedro. O íon é tetraédrico (C). V) Os dois pares eletrônicos do berílio ficam em lados opostos com relação ao núcleo. A molécula é linear (A). 4. (UFPA) – O ácido sulfúrico, H2SO4, é um líquido incolor, viscoso e oxidante. É uma substância muito utilizada nas indústrias petroquímica, de papel e de corantes, embora seu maior consumo seja na fabricação de fertilizantes. Pode ser produzido, via processo de contato, de acordo com as equações químicas representadas de maneira simplificada nas etapas abaixo: Etapa 1: S + O2 → SO2 Etapa 2: 2SO2 + O2 → 2SO3 Etapa 3: SO3 + H2O → H2SO4 As geometrias das moléculas produzidas nas etapas 1 e 2 são, respec - tivamente, a) linear e angular. b) angular e linear. c) trigonal plana e angular. d) angular e trigonal plana. e) piramidal e tetraédrica. Dado: RESOLUÇÃO: Etapa 1 – produção de SO2 • • S •• •• O •• S = O • • • • ↓ • • O •• O angular • • Etapa 2 – produção de SO3 • • • • O •• S •• •• O •• O ← S = O • • • • • • ↓ • • O •• Otrigonal plana • • Resposta: D O C O •••• •• •• •• •• ••••a) S O•• •• •• •• •• •••• O •• •• b) H P H •• •• •• H •• c) H C O Cl •••• •••• •••• •• •• •••• •••• •• H d) Cl Si Cle) •••• •• •• •• Cl •••• •• •• linear angular piramidal piramidal tetraédrica O — C — O — — O•• • • � � 2– I) II) S — — Cl •• — P — Cl —Cl III) IV) H — N — H — — H H � � + V) Cl — Be — Cl H H • ••• •• •• •• •• • • •• •• • • • • •• •• • • •• •• • • •• •• • • •• •• • • • • • • S • • •• • • O • • 170 – CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 170 1. (MODELO ENEM) – Um estudante realizou o seguinte expe - rimento: I. Abriu a torneira de uma bureta até obter um fino fio de água. II. Atritou um bastão de plástico num tecido. III.Aproximou o bastão o mais próximo possível do fio de água sem tocá-lo. O filete de água sofreu um pequeno des vio, ou seja, a água foi atraída pelo bastão. A ocorrência do fenômeno consiste na pro priedade da água de possuir moléculasa) simétricas. b) lineares. c) apolares. d) polares. e) alótropas. RESOLUÇÃO: As moléculas de água são polares. O polo ne gativo da molécula é atraído pelo bastão positivo. Resposta: D 2. (FGV-SP – MODELO ENEM) – O conhe cimen to das estru turas das molé culas é um as sunto bastante relevante, já que as formas das moléculas deter minam pro priedades das subs tân cias como odor, sabor, coloração e solubilidade. As figuras apre sentam as estruturas das moléculas CO2, H2O, NH3, CH4 e H2S. Quanto à polaridade das moléculas consi deradas, as moléculas apolares são a) H2O e CH4. b) CH4 e CO2. c) H2S e H2O. d) NH3 e CO2. e) H2S e NH3. RESOLUÇÃO: Considerando-se μR como o vetor resultante: Resposta: B MÓDULO 9 POLARIDADE DA LIGAÇÃO COVALENTE – 171 CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 171 3. A respeito de ligações químicas, julgue os itens. (1) A geometria molecular angular da água se deve aos dois pares de elétrons não ligantes do átomo de oxigênio. (2) A geometria molecular da amônia é do tipo piramidal (ou pirâmide trigonal). (3) A molécula de metano (CH4) é apolar, mas a molécula de hidreto de berílio (BeH2) é polar. (4) A molécula de gás carbônico (CO2) é linear e apolar, no entanto suas ligações interatômicas são polares. Dados: RESOLUÇÃO: (4) Verdadeiro. O = C = O linear apolar ligações polares 4. (PUC-SP) – Sabe-se que – a amônia (NH3) é constituída por moléculas polares e apresenta boa solubilidade em água; – a molécula do diclorometano (CH2Cl2) apre senta polaridade, devido à sua geometria e à alta eletr onega tividade do elemento Cl; – o dissulfeto de carbono (CS2) é um solvente apolar de baixa tem - peratura de ebulição. As fórmulas estruturais que melhor representam essas três substâncias são, respectivamente, RESOLUÇÃO: Amônia: NH3 Diclorometano: CH2Cl2 Dissulfeto de carbono: CS2 S = C = S – Linear, apolar. Resposta: B H • Be • • • • C • • • • • O • • • • • • N • • O — — H H •• •• angular polar N — — H H piramidal polar — H •• C — — H H tetraédrica apolar — H — H H — Be — H linear apolar (1) Verdadeiro. (2) Verdadeiro. (3) Falso. a) b) c) d) e) H H H HH H H H N N H N H H HN HH H N Cl Cl H C Cl H C S S H H Cl C S SC Cl H H Cl C C S S Cl H C Cl H S SC S SC Cl H C Cl H HH N • • H – Piramidal, polar – Se a molécula fosse plana, ela seria apolar. H C H – Tetraédrica, polar 172 – CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 172 1. (UPF-RS) – Considere as seguintes interações inter moleculares: I) CH3OH H2O II) HI HI III) CH4 CH4 As interações intermoleculares predominantes que atuam, em cada caso, são respectivamente, a) ligação dipolar; ligação de hidrogênio; força de van der Waals. b) ligação dipolar; força de van der Waals; ligação de hidrogênio. c) ligação de hidrogênio; força de van der Waals; ligação dipolar. d) força de van der Waals; ligação dipolar; ligação de hidrogênio. e) ligação de hidrogênio; ligação dipolar; força de van der Waals. Nota: Ligação dipolar: entre dipolos permanentes. RESOLUÇÃO: I) Entre as moléculas de álcool e de água, há ligação (ponte) de hidrogênio. II) Entre as moléculas de HI, a força é de van der Waals entre dipolos permanentes (ligação dipolar). III) Entre as moléculas de metano (apolar), a força é de van der Waals entre dipolos induzidos (força de London). Resposta: E 2. (MODELO ENEM) – “O nadador Michael Phelps ingere, diariamente, 12 000 calorias para treinar seis dias, o equivalente à dieta de cinco homens, metade da engorda de um boi e tudo que uma modelo come em quinze dias. No café da manhã, come cinco ovos mais três sanduíches de ovos, queijo, salada e maionese.” (Revista Veja) As proteínas ingeridas são formadas por várias cadeias peptídicas que se mantêm unidas por ligações do tipo I, II, III e IV, formando uma estrutura complexa, como a esquematizada a seguir. As ligações I, II e III são denominadas, respectivamente, de a) covalente, ponte de hidrogênio e iônica. b) ponte de hidrogênio, covalente e covalente. c) iônica, iônica e covalente. d) covalente, iônica e iônica. e) insaturada, ponte de enxofre e covalente. RESOLUÇÃO: I) Ligação covalente S — S II) Ponte de hidrogênio III) Ligações covalentes entre átomos e uma ligação iônica entre: + CO–2 NH3 Resposta: A MÓDULO 10 FORÇAS INTERMOLECULARES N — H ..... O C – 173 CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 173 3. (UEPG-PR) – Com base nas características fundamentais das li - ga ções químicas que se estabelecem entre átomos e das atrações que ocorrem entre moléculas, assinale o que for correto. 01) Na molécula de gás hidrogênio, os átomos estão ligados cova - lentemente. 02) O hidrogênio liga-se ao cloro na razão 1:1 por compar tilha mento, formando uma molécula que apresenta polaridade. 04) No hidreto de sódio, a atração entre os átomos de Na e H é do tipo eletrostática. 08) Na água (H2O) e na amônia (NH3), a principal força que mantém unidas as moléculas é denominada ponte de hidrogênio. 16) Moléculas apolares, como CO2, apresentam interações intermo - leculares do tipo forças de dispersão de London. Dados: RESOLUÇÃO: Resposta: 31 4. (FGV) – Considere as interações que podem ocorrer entre duas substâncias quaisquer entre as representadas na tabela. Forças intermoleculares do tipo ligações de hidrogênio podem ocorrer apenas na interação das substâncias a) I e II. b) I e III. c) II e III. d) II e IV. e) III e IV. RESOLUÇÃO: I) I2: molécula apolar: interação dipolo instantâneo-dipolo induzido. II) : molécula polar: interação ligação de hidrogênio devido à presença de H ligado a O. III) CH3 — CH2 — OH: molécula em que predomina a parte polar: interação ligação de hidrogênio devido à presença do grupo OH. IV)C6H12: molécula apolar: interação dipolo instantâneo-dipolo induzido. As moléculas de etanol e água estabelecem ligação de hidrogênio. •• H3C — CH2 — O •• H — O| | H H Resposta: C H • Na • •• • N • • • • • O •• • • • • Cl •• • • H • • H H — H H • • Cl • • • • • • 01) Verdadeiro. 02) Verdadeiro. H — Cl µ → molécula polar Na • 04) Verdadeiro. • H e– Na+ [H]– ligação iônica atração eletrostática 08) Verdadeiro. H O • • • • • • • • H O H H µ→ molécula polar → ligação de hidrogênio N H H 16) Verdadeiro. O • • • • • • • • C • • • • O • • • • O = C = O H N H • • • • • • • • H molécula polar → ligação de hidrogênio molécula apolar → Forças de London H → → → → I iodo II água III etanol IV ciclo-hexano 174 – CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 174 – 175 1. (UNESP – MODELO ENEM) – A figura ilustra o sistema uti - lizado, em 1953, por Stanley L. Miller e Harold C. Urey, da Universidade de Chicago, no estudo da origem da vida no planeta Terra. O experimento simulava condições ambientais da Terra primitiva e visava ao estudo das reações químicas que podem ter ocorrido naquela época. No sistema de Miller e Urey, as letras A, B e C correspondem, respectivamente, aos processos de: a) chuvas; evaporação da água de lagos, rios e mares; descargas elétricas na atmosfera. b) descargas elétricas na atmosfera; chuvas; evaporação da água de lagos, rios e mares. c) descargas elétricas na atmosfera; evaporação da água de lagos, rios e mares; chuvas. d) evaporação da água de lagos, rios e mares; descargas elétricas na atmosfera; chuvas.e) evaporação da água de lagos, rios e mares; chuvas; descargas elétricas na atmosfera. RESOLUÇÃO: No balão, ocorre o aquecimento do líquido, que cor responde à evaporação da água de lagos, rios e mares (A). No condensador, temos a liquefação dos vapores, que são as chuvas (B). Nos eletrodos, há descargas elétricas, que corres pondem às descargas elétricas na atmosfera (C). Resposta: E 2. (MODELO ENEM) – Um sistema de resfriamento mui to utilizado atualmente, principalmente em lugares públicos, é o ventilador com borrifador de água. As gotículas de água formadas sofrem evaporação, removendo calor do ambiente. Com relação ao processo de vapo - rização da água, assinale a alternativa incorreta. a) A vaporização é a passagem do estado líquido para o de vapor. b) A água somente evapora quando a temperatura de 100°C é atin gida. c) Durante a ebulição, ocorre a vaporização do líquido. d) A calefação é um modo de vaporização. e) A vaporização da água é um processo endotérmico. 3. A tabela abaixo apresenta alguns dados para as substâncias A, B, C, D e E, contudo essas letras não são fórmulas ou símbolos químicos. Determine: I. Qual substância é um gás à temperatura ambiente? II. Qual delas a 40°C pode ser representada pelo sistema a seguir? Substância Ponto de fusão (°C) Ponto de ebulição (°C) A – 219 – 183 B 650 1117 C 0 100 D 232 2687 E 1540 2887 RESOLUÇÃO: O processo é a vaporização da água, que é endotérmico. A ebulição se realiza a 100°C quando Pamb = 1 atm H2O(l) + calor → H2O(v) Evaporação: passagem espontânea das moléculas da superfície do líquido para o vapor e a água não precisa estar a 100°C. Calefação: também é vaporização, com grande velocidade. Resposta: B MÓDULO 1 ESTADOS DE AGREGAÇÃO DA MATÉRIA FRENTE 2 – QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA E QUÍMICA ORGÂNICA CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 175 III.Indique, entre as cinco apresentadas, duas substâncias que podem ser metais. 4. Uma técnica utilizada em experimentos consiste em introduzir a amostra em um bulbo de Dumas e submetê-lo a aquecimento em banho-maria. Com este experimento e a tabela a seguir, identifique o vapor do lí qui - do desconhecido e analise qual seria a interferência nos pontos de fusão e ebulição que areia adicionada ao experimento poderia oca sionar. 1. (UNESP – MODELO ENEM) – No ciclo da água, mudanças de estado físico são bastante comuns. No diagrama de fases, os pontos A, B e C representam os possíveis estados físicos em que se pode encontrar água em todo o planeta. Neste diagrama, X, Y e Z representam possíveis processos de mudança de estado físico da água, em ambiente natural ou em experimento controlado. As figuras 1, 2 e 3 são representações que podem ser associadas aos pontos A, B e C. Tomando-se por base os pontos A, B e C, os processos X, Y e Z e as figuras 1, 2 e 3, pode-se afirmar que a) Z representa mudança de pressão e temperatura, e a figura 3 cor - responde ao ponto A. b) X representa mudança de pressão e temperatura, e a figura 3 cor res - ponde ao ponto A. c) Y representa apenas mudança de temperatura, e a figura 2 corres - ponde ao ponto C. d) X representa apenas mudança de temperatura, e a figura 2 corres - ponde ao ponto B. e) Z representa mudança de pressão e temperatura, e a figura 1 corres - ponde ao ponto B. RESOLUÇÃO: I. Substância A, pois apresenta P.E. < 25°C. II. No estado físico sólido, as moléculas estão muito próximas; no es tado físico gasoso, as moléculas estão muito afastadas. O sistema, pro - vavelmente, representa o estado físico líquido. A substância C está no estado líquido a 40°C. Sólido Líquido Gasoso –––––––––––––�–––––––––––––�––––––––––––– 0°C 100°C III.Um metal, de um modo geral, apresenta P.F. e P.E. elevados, logo, podem ser metais as substâncias B, D e E. Substância Temperatura de fusão Temperatura de ebulição a 1 atm Ácido acético 17°C 118°C Etanol – 117°C 78°C RESOLUÇÃO: O ácido acético entra em ebulição a 118°C e o etanol a 78°C. Como o experimento é realizado a 100°C, o vapor do líquido em questão será o etanol. A areia não interfere nos pontos de ebulição e fusão, pois é insolúvel no meio. MÓDULO 2 AQUECIMENTO E RESFRIAMENTO DE MATERIAIS RESOLUÇÃO: X: processo à temperatura constante. Y: processo à pressão constante. Z: processo em que a pressão e a temperatura variaram. ponto A: estado sólido (figura 3). ponto B: estado líquido (figura 2). ponto C: estado gasoso (figura 1). Resposta: A 176 – CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 176 2. (UFSCar-SP) – Considere os seguintes dados ob tidos sobre propriedades de amostras de alguns materiais. Com respeito a estes materiais, pode-se afirmar: a) Os materiais Z e T são substâncias puras. b) Durante a ebulição do material Y, encontramos somente o estado gasoso. c) No gráfico: para o material (substância) X, a temperatura do sistema S + L é igual a 115°C. d) O ponto de solidificação de Z é igual a + 219°C. e) A mudança do líquido para o vapor pode ser chamada de evaporação, ebulição ou calefação. Resposta: E 3. (ITA-SP) – A figura abaixo apresenta a curva de aquecimento de 100 g de uma substância pura genérica no estado sólido. Sabe-se que calor é fornecido a uma velocidade constante de 500 cal min–1. Admite- se que não há perda de calor para o meio ambiente, que a pressão é de 1 atm durante toda a transformação e que a substância sólida apresenta apenas uma fase cristalina. Considere que sejam feitas as seguintes afirmações em relação aos estágios de aquecimento descritos na figura: I. No segmento PQ, ocorre aumento da energia cinética das moléculas. II. No segmento QR, ocorre a fusão da substância. III. O segmento QR é menor que o segmento ST porque o calor de fusão da substância é menor que o seu calor de vaporização. IV. O ponto de fusão da substância é 90°C. Das afirmações acima, está(ão) errada(s): a) apenas I. b) apenas I, II e III. c) apenas II e IV. d) apenas III. e) apenas IV. Material Massa (g) Volume (mL, a 20°C) Tempera - tura de fusão (°C) Tempera - tura de ebulição (°C) X 115 100 80 218 Y 174 100 650 1 120 Z 0,13 100 – 219 – 183 T 74 100 – 57 a – 51 115 W 100 100 0 100 RESOLUÇÃO: Considerando os dados, concluímos que X, Y e Z são substâncias puras, pois apresentam os pontos de fusão e ebulição constantes. O material T é uma mistura azeotrópica, pois apresenta P.F. variável e P.E. constante. Durante a ebulição, encontram-se em equilíbrio o vapor (gás) e o líquido. Os pontos de fusão e ebulição são iguais aos pontos de solidificação e lique - fação. Exemplo: Material X: P.F = 80°C P.S. = 80°C P.E. = 218°C P.L. = 218°C Sólido Líquido Gasoso –––––––––––––�–––––––––––––�––––––––––––– 80°C 218°C evaporação – processo lento ebulição – processo rápido calefação – processo muito rápido�Vaporização RESOLUÇÃO: I. Correta. No segmento PQ, ocorre aumento de energia ciné tica das moléculas, pois está ocorrendo um aumento da temperatura no sistema. A energia cinética é diretamente proporcional à temperatura na escala Kelvin. II. Correta. No segmento QR, ocorre a fusão da substância. III. Correta. Cálculo da quantidade de calor absorvido na fusão (segmento QR): 1 min ––––––––––––––– 500 cal 20 min –––––––––––––– x ∴ x = 10 000 cal Cálculo da quantidade de calor absorvido na ebulição (segmento ST): 1 min ––––––––––––––– 500 cal 105 min ––––––––––––– y ∴ y = 52 500 cal fusão: Q = m Lfa 10 000 = 100 Lf ebulição: Q = m Lv 52 500 = 100 Lv conclusão: Lv > Lf IV. Errada. A fusão ocorre no segmento QR. Portanto, o ponto de fusão é 0°C. Resposta: E – 177 CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 177 178 – MÓDULO 3 A TABELA PERIÓDICA CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 178 –179 1. (MODELO ENEM) – O livro O Reino Periódico, de P.W. Atkins, conta algumas cu riosidades: “A atividade do arsênio como veneno origina-se de sua rigorosa se - melhança com o fósforo, que lhe permite insinuar-se nas reações que o fósforo sofre, mas bloqueando o seu progresso, enquanto suas di - ferenças sutis conspiram para prejudicar o metabolismo celular.” “Aparentemente, a natureza não tem nenhuma utilização para os lan - tanídeos em sua criação da vida, e a humanidade apenas recentemente descobriu certos usos esporádicos para esses elementos. Um deles é como um componente do fósforo que converte a energia de um feixe acelerado de elétrons em luz visível de uma variedade de cores em tubo de televisão.” “Os gases nobres têm certas propriedades físicas que os tornam úteis. Uma é o ponto de ebulição notavelmente baixo do hélio, o que o transforma em um refrigerante útil quando buscamos atingir tem - peraturas excepcionalmente baixas. Uma outra é a exibição colorida obtida quando uma descarga elétrica passa através destes gases – um fenômeno observado sob a denominação genérica da luz néon.” “Já foi estimado que na Terra toda, em qualquer instante, existem apenas cerca de 17 átomos de frâncio.” Julgue os itens: ( ) A semelhança entre o arsênio (As) e o fósforo (P) é explicada pelo fato de estarem na mesma família ou grupo da tabela periódica. ( ) Os lantanídeos também são chamados terras-raras, já que sua ocorrência no planeta (no caso dos naturais) é pequena. ( ) Os gases nobres não são metais, mas têm utilidades nas indústrias. ( ) O elemento frâncio (Fr) é muitíssimo raro e, portanto, não possui utilidade no cotidiano. 2. (FUVEST-SP) – Quando se classificam elementos químicos utilizando-se como critério o estado de agregação sob 1 atm e 25°C, devem pertencer a uma mesma classe os elementos: a) cloro, mercúrio e iodo. b) mercúrio, magnésio e argônio. c) mercúrio, argônio e cloro. d) cloro, enxofre e iodo. e) iodo, enxofre e magnésio. 3. (UDESC) – Os três elementos x, y e z têm as seguintes estruturas eletrônicas no estado fundamental: x → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 y → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 z → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4 Os elementos x, y e z são classificados, respectivamente, como a) elemento de transição – gás nobre – elemento representativo. b) elemento de transição – elemento representativo – gás nobre. c) elemento representativo – gás nobre – elemento de transição. d) elemento representativo – elemento de transição – gás nobre. e) gás nobre – elemento de transição – elemento representativo. RESOLUÇÃO: Todas estão corretas. (V)Os elementos As e P estão na família 5A da tabela periódica e possuem propriedades químicas semelhantes. (V)Lantanídeos são raros, mas já há aplicações práticas para esses elementos. (V)Gases nobres têm utilidades no dia-a-dia (letreiros luminosos, por exemplo). (V)Pelo dado fornecido, o Fr é raríssimo. RESOLUÇÃO: Estado de agregação é o estado físico da substância: sólido, líquido ou gasoso. • Bromo e mercúrio são líquidos à temperatura ambiente. • Flúor, cloro, gases nobres são gases à temperatura ambiente. • Metais (exceto mercúrio) são sólidos à temperatura ambiente, iodo e enxofre são sólidos também. Resposta: E RESOLUÇÃO: x: transição – subnível d mais energético. y: gás nobre – camada de valência saturada. z: representativo – subnível p mais energético. Resposta: A CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 179 4. Dados de alguns elementos químicos estão apre sentados no quadro a seguir. Considere as afirmações. I. Os elementos sódio e chumbo apresentam-se no estado sólido a 200°C. II. O elemento berílio possui quatro elétrons de valência. III. Os elementos lítio e sódio são metais muito semelhantes por estarem no mesmo período. IV. Pode-se afirmar que o átomo de alumínio está no grupo IIIA (13) e 3.º período. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I, II e III são erradas. b) Somente as afirmativas I e IV são corretas. c) Somente as afirmativas II e III são corretas. d) Somente as afirmativas II e IV são erradas. e) Somente as afirmativas I, III e IV são corretas. RESOLUÇÃO: I. Errada. A 200°C, o sódio não está no estado sólido, pois se funde a 97,8°C, e o chumbo, que se funde a 327,5°C, é sólido. II. Errada. 4Be 1s2 2s2 K = 2e– L = 2e– Apresenta 2e– de valência. III. Errada. Os elementos lítio e sódio são muito semelhantes por estarem no mesmo gupo e não no mesmo período. IV. Correta. Al: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 Representativo, grupo IIIA ou 13. Resposta: A 1. (MODELO ENEM) – O elemento químico lítio (do grego líthos = pedra) é o metal mais leve e pertence ao grupo I da tabela periódica (metais alcalinos). O hidróxido de lítio absorve o dióxido de carbono da atmosfera, podendo ser usado como purificador de ar. O metal é tão reativo, que o emprego do lítio metálico não é prático, mesmo em ligas. Usa-se o óxido de lítio em cerâmica. Augusto Arfwedson descobriu o lítio em 1818. O lítio pertence à classe de metais que formam principalmente compostos solúveis em água. A chama do bico de bunsen fica vermelha quando exposta a sal de lítio. Comparando-se os tamanhos do átomo de lítio e do cátion monovalente de lítio: (Dado: Li possui 3 prótons e 3 elétrons) a) Ambos têm o mesmo tamanho. b) O átomo tem maior tamanho. c) O íon tem maior tamanho. d) Não é possível fazer uma comparação. RESOLUÇÃO: O átomo de lítio tem 3 prótons e 3 elétrons. O íon Li+ tem 3 prótons e 2 elétrons. O átomo tem 2 camadas eletrônicas e o íon tem uma camada eletrônica, portanto, o átomo é maior que o íon. 3Li K L 3Li+ K 2 1 2 Resposta: B Elemento Número Atômico Massa Atômica Ponto de Fusão (°C) Berílio 4 9 1 278 Sódio 11 23 97,8 Lítio 3 7 179 Chumbo 82 207 327,5 Alumínio 13 27 660 MÓDULO 4 TAMANHO DOS ÁTOMOS E ÍONS 180 – CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 180 2. A figura apresenta uma parte da tabela periódica: 14 15 16 17 Entre os elementos considerados, aquele que apresenta átomo com maior raio atômico é a) Ge b) Br c) Se d) P e) C RESOLUÇÃO: A variação do raio atômico na tabela periódica é dada pelo seguinte esquema: Resposta: A 3. Considerando-se o íon Al 3+ e a posição do elemento na tabela perió dica, pode-se afirmar que esse íon a) apresenta maior tamanho que o 8O2–. b) apresenta 3 níveis de energia completamente preenchidos. c) apresenta números iguais de prótons e elétrons. d) é isoeletrônico do 11Na+. e) encontra-se no grupo IIIA e 2.º período. (Dado: 13Al) 4. (ENEM) – O cádmio, presente nas baterias, pode chegar ao solo quando esses materiais são descartados de maneira irregular no meio ambiente ou quando são incinerados. Diferentemente da forma metálica, os íons Cd2+ são extremamente perigosos para o organismo, pois eles podem substituir íons Ca2+, ocasionando uma doença degenerativa nos ossos, tornando-os muito porosos e causando dores intensas nas articulações. Podem ainda inibir enzimas ativadas pelo cátion Zn2+, que são extremamente importantes para o funcionamento dos rins. A figura mostra a variação do raio de alguns metais e seus respectivos cátions. Raios atômicos e iônicos de alguns metais. ATKINS, P; Jones, L. Princípios de química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman, 2001 (adaptado). Com base no texto, a toxicidade do cádmio em sua forma iônica é consequência de esse elemento a) apresentar baixa energia de ionização, o que favorece a formação do íon e facilita sua ligação a outros compostos. b) possuir tendência de atuar em processos biológicos mediados por cátions metálicos com cargas que variam de +1 a +3. c) possuir raio e carga relativamente próximos aos de íons metálicos que atuam nos processos biológicos, causando interferência nesses processos.d) apresentar raio iônico grande, permitindo que ele cause interfe rên - cia nos processos biológicos em que, normalmente, íons menores participam. e) apresentar carga +2, o que permite que ele cause interferência nos processos biológicos em que, normalmente, íons com cargas menores participam. 6 C 8 0 15 P 32 Ge 34 Se 35 Br RESOLUÇÃO: 13Al 13Al 3+ 8O2– 11Na 11Na+ 13p 13p 8p 11p 11p 13e– 10e– 10e– 11e– 10e– 3 camadas 2 camadas 2 camadas 3 camadas 2 camadas 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 K L M 2e– 8e– 3e– O Al é elemento representativo do grupo 13 ou 3, subgrupo A, 3.º período. 11Na+ e 13Al 3+ são isoeletrônicos. 13Al 3+ < 8O2– 13p 8p 10e– 10e– Quanto maior o número de prótons, menor o tamanho. Resposta: D RESOLUÇÃO: Observe que o íon Cd2+ tem a mesma carga elétrica que os íons Ca2+ e Zn2+ citados no texto. Além disso, o raio desses íons são relativamente próximos. Resposta: C – 181 CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 181 1. (MACKENZIE) – Na tabela periódica abaixo, alguns elementos químicos foram representados aleatoriamente por algarismos romanos. A respeito de tais elementos é correto afirmar que a) VI é o elemento mais eletronegativo. b) I, II e IV são líquidos à temperatura ambiente. c) III e VII são denominados elementos representativos. d) VIII é um halogênio e IX pertence ao grupo 15. e) 3s2 3p2 é a configuração eletrônica da camada de valência de V. 2. As sucessivas energias de ionização do nitrogênio (Z = 7) estão fornecidas a seguir. Forneça o gráfico E.I/número de ordem do elétron no quadriculado a seguir e a) Explique a variação obser vada nos valores da energia de ionização entre o pri meiro e o quinto elétron. b) Explique por que o valor da energia de ionização do sexto elétron é muito maior do que a do quinto. RESOLUÇÃO: a) A energia de ionização vai au men tando, pois a carga iônica posi tiva aumenta e a saída do elétron é mais difícil. b) O aumento significativo é por causa da grande diminuição no ta manho (diminui uma camada eletrônica). MÓDULO 5 ENERGIA DE IONIZAÇÃO, ELETROAFINIDADE E ELETRONEGATIVIDADE RESOLUÇÃO: O elemento V pertence ao grupo 14, portanto, apre senta quatro elétrons na camada de valência e está no terceiro período. 3s2 3p2 Elemento mais eletronegativo: VIII I e IV: metais alcalinos II: metal alcalinoterroso IX: grupo 16 Resposta: E E.I. (kJ/mol) (103) 1.ª 1,5 2.ª 1,9 3.ª 6,4 4.ª 8,0 5.ª 9,0 6.ª 55 7.ª 64 182 – CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 182 3. (UNESP) – Os átomos dos elementos X, Y e Z apresentam as seguintes configurações eletrônicas no seu estado fundamental: X → 1s2 2s2 2p5 Y → 1s2 2s2 2p6 3s1 Z → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5 É correto afirmar que a) entre os citados, o átomo do elemento X tem o maior raio atômico. b) o elemento Y é um metal alcalino e o elemento Z é um calcogênio. c) entre os citados, o átomo do elemento Z tem a maior afinidade eletrônica. d) o potencial de ionização do elemento X é maior do que o do átomo do elemento Z. e) o elemento Z pertence ao grupo 15 (V A) e está no quarto período da classificação periódica. RESOLUÇÃO: X → 1s2 2s2 2p5; grupo 17 (halogênio); 2.o período Y → 1s2 2s2 2p6 3s1; grupo 1 (metal alcalino); 3.o pe ríodo Z → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5; grupo 17 (halo gênio); 4.o pe ríodo A variação da afinidade eletrônica na tabela periódica é: X apresenta maior afinidade eletrônica. A variação do potencial de ionização na tabela periódica é: X apresenta maior potencial de ionização. X apresenta menor número atômico. Resposta: D 4. O elemento mais eletropositivo é o que apresenta a seguinte configuração eletrônica: a) 1s2 2s2 2p5 b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 e) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 RESOLUÇÃO: a) Halogênio: 2.º período b) Gás nobre: 3.º período c) Metal alcalino: 4.º período d) Calcogênio: 3.º período e) Metal de transição: 4.º período A eletronegatividade (1) e a eletropositividade (2) variam da seguinte maneira: Logo, c tem a maior eletropositividade. Resposta: C – 183 CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 183 1. (MODELO ENEM) – A cartilha do bota-fora Papéis sujos e amassados, plásticos laminados e fraldas não são recicláveis. Copos descartáveis, frascos de remédio e escovas de dentes usadas podem, sim, ser reaproveitados. Confira a seguir o que fazer com seu lixo. RESTOS DE COMIDA O lixo orgânico representa 57% dos rejeitos paulistanos. Quem quiser transformar cascas de frutas e legumes em adubo para plantas pode montar ou comprar uma composteira. Também chamados de minhocários caseiros, esses sistemas têm minhocas vivas que transformam os restos de alimento em compostos orgânicos. ÓLEO DE COZINHA Jogado no ralo, 1 litro de óleo de cozinha usado contamina até 20 000 litros de água. Para transformá-lo em sabão, coloque-o em garrafas plásticas e leve para os supermercados. MÓVEIS E ENTULHO Resíduos de reformas, móveis velhos e restos de poda de árvores com volume de até 1 metro cúbico, que não são grandes a ponto de justificar o aluguel de uma caçamba, devem ser levados a um dos 37 Ecopontos da cidade. REMÉDIOS E SERINGAS Os vidrinhos vazios e bem lavados podem ir para o cesto comum, mas remédios vencidos e seringas usadas devem ser encaminhados para incineração em hospitais e postos de saúde. Para evitar acidentes com os coletores, guarde as seringas em caixas ou embalagens rígidas. CELULARES, BATERIAS E CARREGADORES Com a sanção da lei estadual que institui normas para reciclagem e destinação final do lixo eletrônico em São Paulo, as lojas de celulares passaram a ser obrigadas a receber aparelhos usados. Baterias, por exemplo, contêm metais pesados perigosos que não devem ir para aterros. PNEUS VELHOS Todos os meses, 12 000 toneladas de pneus sem possibilidade de recauchutagem são coletados para reciclagem na cidade. O Programa de Coleta e Destinação de Pneus Inservíveis da Reciclanip, uma entidade formada pelos fabricantes, transforma-os em materiais como solado de sapato e borracha de vedação. PILHAS E BATERIAS A coleta de pilhas e baterias começou a ser feita nas lojas da Drogaria São Paulo em 2004. ISOPORES Embora ainda tenham baixo valor de mercado e sejam desprezados em algumas cooperativas, os isopores podem ser reutilizados. Inclua- os junto com os plásticos. O tipo EPS (poliestireno expandido), comum em embalagens de eletrônicos, é mais aceito que o XPS (poliestireno extrudado), usado em bandejinhas de alimentos. (Revista Veja São Paulo) Dos materiais citados, os considerados “orgânicos” são: a) Pilhas e baterias, isopores e seringas. b) Restos de comida, óleo de cozinha e pilhas. c) Óleo de cozinha, pilhas e baterias e celulares. d) Restos de comida, óleo de cozinha e isopores. e) Pneus velhos, móveis e entulho e baterias. MÓDULO 6 INTRODUÇÃO À QUÍMICA ORGÂNICA RESOLUÇÃO: • Orgânicos são os materiais constituídos de carbono e hidrogênio, podem ter oxigênio e nitrogênio, como proteínas. Restos de comida (o próprio texto diz) é orgânico, celulose possui C, H e O, proteínas também têm N e gorduras possuem C, H e O. • Óleo de cozinha é orgânico. • Móveis de madeira têm celulose, que possui C, H e O. • Remédios e seringas → o texto cita vidro, que contém silício (Si), não é orgânico. • Celulares, baterias e carregadores → o texto cita metais → não é orgânico (embora uma parte possa ser de plástico, que é orgânico). • Pneus → orgânico • Isopores → orgânico • Pilhas e baterias → contém metais → inorgânico Resposta: D 184 – CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 184 2. (ENEM) – Diplomatas e ministros de 193 países aprovaram, em outubro de 2010, uma série de medidaspara a con ser vação e o uso sustentável da biodiversidade do planeta. O pacote inclui um plano estratégico de metas para 2020, um mecanismo financeiro de apoio à conservação e um protocolo internacional de combate à biopirataria. “Foi uma grande vitória”, comemorou a ministra brasileira do meio ambiente, ao fim da décima Conferência das Partes (COP-10) da Convenção sobre Diversidade Biológica (CDB), em Nagoya, no Japão. (www.estadao.com.br. Adaptado.) (www.brasilescola.com) Há vários casos de biopirataria ocorridos no Brasil, como o do cupuaçu e a da ayahuasca, bebida cerimonial utili zada pelos pajés, obtida a partir da planta Banisteriopsis caapi. A bebida é alucinógena e o seu princípio ativo é a dimetiltriptamina (DMT), cuja estrutura é representada na figura a seguir. A fórmula mínima do DMT é a) C12H16N2 b) C10H12N2 c) C6H8N d) C6H7N e) C5H6N RESOLUÇÃO: A fórmula da molécula é C12H16N2. Dividindo-se por 2 (fator comum): C6H8N Resposta: C 3. (UNEMAT – UNIV. DO ESTADO DE MATO GROS SO) – No que diz respeito aos compostos orgânicos, não é correta a informação: a) Geralmente são compostos moleculares. b) Possuem, em geral, menor ponto de fusão que os compostos iônicos. c) São todos, sem exceção, formados só de carbono e hidrogênio. d) Correspondem à grande maioria das substâncias conhecidas. e) São encontrados, na temperatura ambiente, em to dos os estados físicos. 4. (UNICID – UNIVERSIDADE DA CIDADE-SP – MODELO ENEM) – A sacarina, uma substância sintética descoberta em 1879 e que vem sendo utilizada comercialmente há mais de 100 anos como adoçante não calórico, é re presentada pela fórmula estrutural: Dados: Massas molares em g/mol: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; S = 32. A fórmula molecular e a massa molar da sacarina são, respectiva mente, a) C7H5SNO3 e 183 g/mol. b) C7H9SNO3 e 185 g/mol. c) C7H4SNO3 e 184 g/mol. d) C7SNO3H e 179 g/mol. e) C7H6SNO3 e 184 g/mol. RESOLUÇÃO: A fórmula molecular da sacarina é C7H5SNO3 e sua massa molar é 183 g/mol. Resposta: A N N H C H C N C C H C C C H H C H H H C H N CH3 CH3 H C H RESOLUÇÃO: Compostos orgânicos podem ser formados também por oxigênio, nitrogênio, halogênios, fósforo etc. Resposta: C S NH O O O HC HC C C C C S NH O O O C H H ↓ ↓ – 185 CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 185 1. Alcaloides são moléculas nitrogenadas presentes em raízes, córtex, folhas e frutos de plantas. Os átomos de nitrogênio são parte de um anel heterocíclico da molécula. Os alcaloides geralmente têm sabor amargo. Possuem propriedades medicinais, atuando como esti - mulantes, relaxantes musculares, tranquilizantes, anestésicos... A nicotina é um alcaloide encontrado nas folhas de tabaco: A atropina é usada para a dilatação das pupilas: A papaverina é um relaxante muscular: As três cadeias são a) heterogêneas, insaturadas e ramificadas. b) heterogêneas, saturadas e ramificadas. c) homogêneas, insaturadas e ramificadas. d) homogêneas, saturadas e ramificadas. e) heterogêneas, insaturadas e normais. RESOLUÇÃO: As três cadeias possuem heteroátomo (o átomo de nitrogênio entre átomos de carbono) e são insaturadas (possuem ligações duplas entre carbonos) e ramificadas. Resposta: A 2. (MACKENZIE-SP – MODELO ENEM – MODIFICADA) Cientistas “fotografam” molécula individual Os átomos que formam uma molécula foram visualizados de forma mais nítida pela primeira vez, por meio de um microscópio de força atômica. A observação, feita por cientistas em Zurique (Suíça) e di - vul gada na revista Science, representa um marco no que se refere aos campos de eletrônica molecular e nanotecnologia, além de um avanço no desenvolvimento e melhoria da tecnologia de dispositivos eletrônicos. De acordo com o jornal espanhol El País, a molécula de pentaceno pode ser usada em novos semicondutores orgânicos. (Folha Online) Acima, está a foto da molécula de pentaceno e, abaixo, a repre senta ção da sua fórmula estrutural. A respeito do pentaceno, são feitas as afirmações I, II, III e IV. I. É uma molécula que apresenta cadeia carbônica aromática polinuclear. II. A sua fórmula molecular é C22H14. III. O pentaceno poderá ser utilizado na indústria eletrônica. IV. Os átomos de carbono na estrutura acima possuem somente ligações simples. Estão corretas a) I, II, III e IV. b) II, III e IV, apenas. c) I, II e III, apenas. d) I, III e IV, apenas. e) I, II e IV, apenas. RESOLUÇÃO: Considere a fórmula: I. Verdadeira. II. Verdadeira. A fórmula molecular é C22H14. III.Verdadeira. IV. Falsa. Os átomos de carbono no pentaceno possuem ligações duplas. Resposta: C MÓDULO 7 ESTRUTURA E NOMES DE COMPOSTOS ORGÂNICOS: CADEIAS CARBÔNICAS: CLASSIFICAÇÃO C C CH HC HC N C H H2 C CH2 CH2 N CH3nicotina H HC C H C H C C H C H CH CH2OH C O H C O H2 C H C H2C H3C — N C H CH2 CH2 atropina H C C H CC C C H3CO H3CO C N CH H C CH2 C C CHHC CHC OCH3 OCH3 papaverina C HC HC C C C H H C H C C C H C H C C C H C H CH CH C H C H C C C H 186 – CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 186 3. (VUNESP-SP) – Sobre a classificação das ca deias carbônicas, assinale a(s) afirmação(ões) cor reta(s). 01) O composto responsável pelo sabor de banana O| | H3C—CH2—CH2—CH2—CH2—O—C—CH3 apresenta cadeia alifática, normal, homogênea e satu rada. 02) O benzopireno, constituinte da fumaça do ci gar ro, talvez um dos responsáveis pelo câncer de pulmão, laringe e boca, apresenta cadeia fechada, aromática, homo gê nea e policíclica. 04) O gás de mostarda, usado em guerras químicas, apresenta cadeia acíclica, normal, hetero gê nea e saturada. 08) O composto responsável pela essência de mo rango apresenta cadeia aberta, ramificada, hetero gê nea e insaturada. 16) O éter sulfúrico, usado como anestésico, H3C — CH2 — O — CH2 — CH3 apresenta cadeia acíclica, normal, hetero gênea e saturada. 32) O composto responsável pelo odor e sabor de alho H2C = CH — CH2 — SH apresenta cadeia alifática, normal, homogênea e insaturada. RESOLUÇÃO: 01) Falsa. O|| A cadeia H3C—CH2—CH2—CH2—CH2—O — C—CH3 é heterogênea. 02) Verdadeira. A cadeia é aromática, com vários anéis benzênicos (po - licíclica). 04) Verdadeira. A cadeia é acíclica, normal, heterogênea e saturada. 08) Falsa. A cadeia é saturada. 16) Verdadeira. A cadeia é acíclica, normal, heterogênea e saturada. 32) Verdadeira. A cadeia é alifática, normal, homogênea e insaturada. 1. (UFPI – MODIFICADA) – As refinarias permitem não so mente separar as várias frações do petróleo, por destilação, mas também reorganizar, na estrutura das moléculas, alguns constituintes no processo denominado de reforma catalítica (catalitic reforming). Nesse processo de refinamento, os hidrocarbonetos com esqueletos carbônicos não ramificados são modificados, originando moléculas mais ramificadas e, consequentemente, com maior octanagem (gasolina de boa qualidade), conforme a estrutura abaixo. catalisador H3CCH2CH2CH2CH2CH3 ⎯⎯⎯⎯⎯→ H3CCHCH2CH2CH3Δ | CH3 Dê a nomenclatura oficial do reagente da reação de reforma catalítica acima. RESOLUÇÃO: catalisador H3C — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH3 ⎯⎯⎯⎯⎯→ Δ hexano → H3C — CH — CH2 — CH2 — CH3| CH3 O nome do reagente é hexano. H2 C H2 C CH2H2C Cl Cl S CH3 — C — O — CH2 — CH — CH3 = O — CH3 H2 C H2 C CH2H2C Cl Cl S MÓDULO 8 HIDROCARBONETOS: DEFINIÇÃO E NOMENCLATURA – 187 CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 187 2. Dê as fórmulas estruturais dos hidrocarbonetos:a) etino b) eteno c) 1-pentino (pent-1-ino) d) 1,3-heptadieno (hepta-1,3-dieno) e) butenino (but-1-en-3-ino) f) 1,3-pentadiino (penta-1,3-diino) RESOLUÇÃO: a) HC � CH b) H2C = CH2 c) HC � C — CH2 — CH2 — CH3 d) H2C = CH — CH = CH — CH2 — CH2 — CH3 e) H2C = C — C � CHH f) HC � C — C � C — CH3 3. A fórmula molecular e os nomes possíveis de alquinos com 4 átomos de carbono são: a) C4H8, but-1-eno e but-2-eno. b) C4H6, but-1-ino e but-2-ino. c) C4H10, butano. d) C4H6, but-2-ino e but-3-ino. e) C4H8, but-2-eno e but-3-eno. RESOLUÇÃO: HC C — C — CH3 H3C — C C — CH3 H2 But-1-ino But-2-ino Resposta: B 4. (VUNESP – MODIFICADA) – O petróleo, a matéria-prima da in - dústria petroquímica, consiste principalmente de hidrocarbonetos, com postos contendo apenas carbono e hidrogênio na sua constituição molecular. Considerando os hidrocarbonetos I, II, III, IV e V: a) dê as fórmulas moleculares de cada composto; b) rotule cada um dos compostos como alcano, alceno, alcino, ciclano, cicleno ou hidrocarboneto aromático; c) dê o nome oficial do composto V. RESOLUÇÃO: a) b) I. Ciclano II. Cicleno III. Alcano IV. Aromático V. Alcano c) Hexano. I II III IV V CH2 C C H2C H2C CH2 CH2 CH2 C5H10 I HC HC CH2 CH2 CH2 C5H8 II C H CH3 H3C C H CH3 C H CH3 CH3 C8H18 III C H2C H2C H2 HC C H IV C13H16 C H3C CH2 C6H14 H2 C H2 C H2 CH3 V C C C CH2 CH2 H2 188 – CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 188 1. Os chamados óleos essenciais são usados, principalmente, em for - mulações de perfumes, mas também servem para aromatizar ali - mentos. Como possuem muitas moléculas em diferentes con cen tra ções, é difícil imitá-los com precisão. No entanto, a maior parte das moléculas que os constituem fazem parte da classe de compostos orgânicos chamados de terpenos, que possuem o isopreno como uni - dade básica. Algumas outras moléculas formadas por oito unidades de isopreno, presentes em vários vegetais, possuem intensa desloca - lização eletrônica, tais como carotenoides: α e β-caroteno, o lico pe no, a bixina, dentre outros, que causam a sensação de cor dos vegetais. O isopreno possui 5 átomos de carbono e pode gerar vários deri vados, tais como os monoterpenos que possuem 10 átomos de car bono, os sesquiterpenos que possuem 15 ou diterpenos que possuem 20. (Química das Sensações, p. 157.) Dê o nome oficial, segundo a IUPAC, do isopreno: CH3| H2C = C — CH = CH2 RESOLUÇÃO: CH3| H2C = C — CH = CH2 2-metil-1,3-butadieno ou 2-metilbuta-1,3-dieno 2. Dê nomes, segundo a IUPAC, aos seguintes com postos: CH3| a) CH3 — C — CH2 — CH3 b) H2C = C — CH — CH3| | | CH — CH3 CH3 CH2| | CH3 CH3 c) HC C — CH2 — CH — CH3 d) H2C = C — CH = CH2| | CH3 CH3 RESOLUÇÃO: 3. (PUC-SP) – O nome oficial do composto CH2 — CH2 — CH3| H3C — CH — CH — CH2 — CH — CH3 é:| | C2H5 C2H5 a) 3-etil-5-metil-2-propil-heptano. b) 5-etil-3-metil-6-propil-heptano. c) 5-etil-3,6-dimetilnonano. d) 3,5-dietil-2-propil-hexano. e) 2,4-dimetil-5-propil-hexano. RESOLUÇÃO: Resposta: C 1. Dê a nomenclatura oficial dos hidrocarbonetos: RESOLUÇÃO: MÓDULO 9 NOMENCLATURA DE HIDROCARBONETOS COM CADEIAS RAMIFICADAS H3C — CH — CH — CH2 — CH — CH3 C2H5 CH2 — CH2 — CH3 C2H5 3456 5-etil-3,6-dimetilnonano MÓDULO 10 NOMENCLATURA DE HIDROCARBONETOS COM CADEIAS CÍCLICAS a) CH3 b) CH2 CH3 a) CH3 b) CH2 CH3 1 2 3 3-metilciclopenteno 3-etil-1,4-ciclo-hexadieno ou 3-etilciclo-hexa-1,4-dieno 1 2 3 5 4 – 189 CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 189 2. O alcatrão da hulha é fonte de compostos aromáticos utilizados nas indústrias com variadas aplicações. Alguns compostos aromáticos importantes comercialmente são: tolueno (metilbenzeno), xilenos (dimetilbenzeno), estireno (vinilben - zeno ou etenilbenzeno) e naftaleno. Dê as fórmulas estruturais dos compostos citados acima. RESOLUÇÃO: 3. (FACULDADE DE APUCARANA-PR) – Analise a estrutura do composto abaixo para responder à questão. Com respeito à sua cadeia carbônica e nomenclatura, pode-se afirmar: a) Trata-se de um hidrocarboneto alicíclico e insa turado. b) É denominado usualmente de estireno. c) Sua nomenclatura oficial, segundo a IUPAC, é etilbenzeno. d) Apresenta a nomenclatura comercial de xileno. e) Possui na sua cadeia um total de seis carbonos insaturados. RESOLUÇÃO: O composto é um hidrocarboneto aromático e insaturado, denominado vinilbenzeno ou estireno. Possui oito carbonos insaturados. Resposta: B 4. (UNIMONTES-MG – MO DIFI CADA) – A maior parte dos hi dro - carbonetos aro máticos, como, por exemplo, benzeno, tolueno e xileno, são obtidos a partir de alcanos, num processo chamado de reforma catalítica. Um exemplo desse processo pode ser representado pela equação ge nérica a seguir. Pt C6H14 ⎯⎯⎯→ C6H6 + 4H2400°C Das alternativas abaixo, assinale aquela que apre senta corretamente o nome do alcano e do produto aromático formado na reação mostrada acima. a) Ciclo-hexano e benzeno. b) 1-hexeno e metilbenzeno (tolueno). c) Hexano e 1,2-dimetilbenzeno (ortoxileno). d) Hexano e benzeno. RESOLUÇÃO: Na reação C6H14 → C6H6 + 4H2, os compostos C6H14 → H3C — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH3 e C6H6 → são, respectivamente, hexano e benzeno. Resposta: D Tolueno: CH3 metilbenzeno Xilenos: CH3 ortodimetilbenzeno CH3 CH3 metadimetilbenzeno CH3 CH3 CH3 paradimetilbenzeno HC = CH2 vinilbenzeno Naftaleno: Estireno: CH = CH2 CH = CH2 190 – CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 190 1. (UFG-GO) – As medidas de massa são, na realidade, a com paração com um padrão definido de maneira adequada. O padrão adotado pela IUPAC para as medidas de massa atômica é o um doze avos da massa do carbono – isótopo 12, que é denominado unidade unificada de massa atômica. Sobre massas de átomos, é correto afirmar-se que (01) massa atômica é um número que indica quantas vezes a massa de um átomo é maior que o um doze avos do carbono – isótopo 12. 02) os átomos de um mesmo elemento químico podem ter massas diferentes. 04) a unidade de massa atômica é igual à massa do átomo do carbono- isótopo 12. 2. Determine as massas moleculares das espécies abaixo: a) N2O3 N = 14 u; O = 16 u b) Al2(SO4)3 Al = 27 u; S = 32 u; O = 16 u 3. Os alcinos têm fórmula geral CnH2n – 2. Qual é a fór mula molecular do alcino que tem massa molecular igual a 54 u? Dados: C = 12 u; H = 1 u 4. Na Natureza, de cada 5 átomos de boro, 1 tem massa atômica igual a 10 u (unidades de massa atômica) e 4 têm massa atômica igual a 11 u. Com base nestes dados, a massa atômica do boro, expressa em u é igual a a) 10 b) 10,5 c) 10,8 d) 11 e) 11,5 RESOLUÇÃO: Corretas: 01 e 02 Observação: Apresentar uma explicação superficial sobre isótopos. RESOLUÇÃO: MM = n . 12 u + (2 n – 2) . 1 u = 54 u 14 n = 56 n = 4 Fórmula molecular do alcino: C4H6 MÓDULO 1 TEORIA ATÔMICO-MOLECULAR: MASSA ATÔMICA E MASSA MOLECULAR RESOLUÇÃO: a) MMN2O3 = 2 . 14 u + 3 . 16 u = 76 u b) MMAl2(SO4)3 = 2 . 27 u + 3 . 32 u + 12 . 16 u = 342 u RESOLUÇÃO: Massa molar do elemento é a média ponderada das massas molares de cada isótopo existentes na natureza. 1 x 10 u + 4 x 11 uMAmédia = ––––––––––––––––– = 10,8 u5 Resposta: C – 191 FRENTE 3 – QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA E FÍSICO-QUÍMICA CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 191 1. O ouro é conhecido desde a Antiguidade, sendo certamente um dos primeiros metais trabalhados pelo Homem. Existem hieróglifos egípcios de 2 600 a.C. que descrevem o metal, que é referido em várias passagens no AntigoTestamento. É considerado como um dos metais mais preciosos, tendo o seu valor sido empregue como padrão para muitas moedas ao longo da história. O ouro puro é demasiadamente mole para ser usado. Por essa razão, geralmente é endurecido formando liga metálica com prata e cobre. Normalmente o ouro empregado em joalherias é constituído por Au (75%), Ag e/ou Cobre (25%) conhecido como ouro 18 K. O ouro 24 K é ouro puro. Um bracelete de ouro 18 K de massa 60 g, contém aproximadamente quantos átomos de ouro? Dados: número de Avogadro = 6,0 . 1023; massa molar do ouro = 197 g/mol RESOLUÇÃO: Massa de ouro em 60 g do bracelete: 100 g ouro 18 K –––––––– 75 g de ouro 60 g ouro 18 K –––––––– x x = 45 g de ouro 1 mol de ouro ↓ 197 g ––––––––––– 6,0 . 1023 átomos de Au 45 g ––––––––––– y y = 1,37 . 1023 átomos de Au 2. Sobre as necessidades gerais das plantas, na tabela são apresentadas as concentrações típicas (massa do elemento/massa da planta seca) para alguns elementos essenciais. Dados: constante de Avogadro = 6,0 × 1023 mol–1 Massa molar do P = 31g/mol A partir dos dados da tabela, pode-se afirmar que o número aproxi - mado de átomos de fósforo para 100 kg de planta seca é a) 1,5 × 1025. b) 2,0 × 1024. c) 4,5 × 1025. d) 3,9 × 1024. e) 8,3 × 1024. MÓDULO 2 MOL E MASSA MOLAR elemento mg/kg N 1,5 × 104 K 1,0 × 104 Ca 5,0 × 103 Mg 2,0 × 103 P 2,0 × 103 S 1,0 × 103 Fe 1,0 × 102 Mn 5,0 × 101 RESOLUÇÃO: Cálculo do número aproximado de átomos de fósforo para 100 kg de planta seca: 1 kg ––––––– 2,0 . 103 mg 100 kg ––––––– x x = 2,0 . 105 mg 31 g ––––––– 6,0 . 1023 átomos 2,0 . 102g ––––––– x x = 0,39 . 1025 átomos = 3,9 . 1024 átomos Resposta: D 192 – CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 192 3. (PUC-MG) – Um grupo de cientistas norte-americanos, numa recente pesquisa, anunciou que os homens necessitam de uma dose diária de vitamina C, ácido ascórbico (C6H8O6), da ordem de 90 mg. O número de moléculas que deveriam ser ingeridas diariamente de vitamina C, pelo homem, é igual a Dados: Massas atômicas: H = 1,0 u; C = 12, 0 u; O = 16, 0 u. Número de Avogadro = 6,0 . 1023 a) 3,0 . 1020 b) 6,0 . 1021 c) 5,4 . 1022 d) 3,0 . 1021 e) 6,0 . 1020 1. (ESPM-SP) – Um vidro contém 32 mL de perfume preparado segundo a fórmula (% em volume): 90% de álcool de cereais (etanol C2H6O) 7% de essências 3% de fixador A quantidade em mols de etanol presente neste perfume é, aproxima - damente: a) 0,5 b) 1,0 c) 1,5 d) 2,0 e) 2,5 (Dados: Densidade do etanol = 0,8 g/mL; massas atômicas: C = 12 u; H = 1 u; O = 16 u.) RESOLUÇÃO: Volume de etanol no vidro: 32mL –––––––– 100% x ––––––––– 90% x = 28,8 mL Massa de etanol no frasco: md = –––– V m0,8g/mL = –––––––– ∴ m ≅ 23 g 28,8 mL M = (2 . 12 + 6 . 1 + 1 . 16) g/mol M = 46 g/mol Número de mols do álcool: 1 mol de C2H6O ––––––– 46 g y –––––––– 23 g y = 0,5 mol de C2H6O Resposta: A 2. Etano é um alcano de fórmula C2H6. Nas condições ambientes, é um gás sem cor e sem cheiro. Etano é um composto de importância industrial, pela conversão dele em etileno. Em escala industrial, etano é produzido a partir do gás natural e do refino do petróleo. Qual o número de átomos de carbono existentes em 0,03 mol de etano? Dados: massas molares em g/mol: C = 12; H = 1; Constante de Avogadro = 6,0 . 1023 mol–1 MÓDULO 3 QUANTIDADE DE MATÉRIA RESOLUÇÃO: MM = 6 . 12,0 u + 8 . 1,0 u + 6 . 16,0 u = 176 u 1 mol de C6H8O6 ↓ 6,0 . 1023 moléculas ⎯⎯⎯⎯⎯ 176g x ⎯⎯⎯⎯⎯ 90 . 10–3 g x = 3,0 . 1020 moléculas de C6H8O6 Resposta: A RESOLUÇÃO: 1 molécula de etano contém 2 átomos de C: 1mol de C2H6 –––––––––––– 2 . 6,0 . 1023 átomos de C 0,03mol de C2H6 ––––––––––– x x = 3,6 . 1022 átomos de C – 193 CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 193 3. Os nitratos são um grupo de fármacos vasodilatadores, usados no tratamento da angina de peito. O seu efeito em pacientes foi descoberto pelo médico inglês Lauder Brunton em 1867. Os nitratos dilatam vasos colaterais que permitem maior quantidade de sangue passar pelo miocárdio. O site do Instituto do Câncer (www. inca.gov.br) alerta que a ingestão de água proveniente de poços que contêm uma alta concentração de nitrato está relacionada com a incidência do câncer de estômago. Quantos mols de elétrons existem em 12,4 g de íons nitrato (NO3 –). Dados: N (Z = 7, MA = 14 u); O (Z = 8, MA = 16 u) 1. A morfina foi isolada pela primeira vez em 1804 pelo farmacêutico alemão Friedrich Wilhelm Adam Serturner, que lhe deu o nome em honra do deus grego do sono, Morfeu. Atuando em receptores específicos do sistema nervoso, a morfina pode-se apresentar na forma injetável ou em comprimidos, sendo utilizada como analgésico para o tratamento de dores crônicas, principalmente de pacientes terminais. Amplamente popularizada na década de 1950, até hoje é requisitada nestes casos supracitados. Foi utilizada na guerra civil norte-americana, resultando em 400.000 soldados com síndrome de dependência devido ao seu uso impróprio. Dado: Massas molares: H = 1,0 g/mol; C = 12 g/mol; N = 14 g/mol. Determine a fórmula percentual da morfina. CH2 — CH2 — NH2 Morfina (C8H11N) MÓDULO 4 PORCENTAGEM E VOLUME MOLAR RESOLUÇÃO: Massa molar da morfina (C8H11N): (8 x 12 + 11 x 1 + 14 x 1) g/mol = 121 g/mol 121 g ––––– 100% 8 x 12 g de C ––––– x x ≅ 79,3% de C 121g –––––– 100% 11 x 1 g de H –––––– y y ≅ 9,1% de H 121 g –––––– 100% 14 g de N –––––– z z ≅ 11,6% de N RESOLUÇÃO: Número de elétrons em 1 íon nitrato (NO3 –): 7 + 3 x 8 + 1 = 32 elétrons Massa molar do íon nitrato. M = (14 + 3 x 16) g/mol = 62 g/mol 1 mol de NO3 – ↓ 62 g __________ 32 mol de elétrons 12,4 g __________ x x = 6,4 mol de elétrons 194 – CONV_3S_C1EX_QUIM_A_ALICE_2013 19/09/12 15:52 Página 194 2. (UFPE) – Pela Hipótese de Avogadro, volumes iguais de gases quaisquer, na mesma pressão e temperatura, contêm o mesmo nú mero de moléculas. Um balão A contém 7 g de CO(g) a uma dada tempe - ratura e pressão. Um balão B, com vo lume igual ao de A, contém 16 g de um gás X na mes ma pressão e temperatura. O gás X pode ser (massas molares em g/mol: H = 1; C = 12; O = 16; S = 32) a) CO2 b) O2 c) CH4 d) SO2 e) O3 3. (FEI-SP) – Um frasco completamente vazio tem massa 820 g e cheio de oxigênio tem massa 844 g. A capacidade do frasco, sabendo- se que o oxigênio se encontra nas condições normais de temperatura e pressão, é Dados: massa molar do O2 = 32 g/mol volume molar dos gases nas CNTP = 22,4 L/mol a) 16,8 L b) 18,3 L c) 33,6 L d) 36,6 L e) 54,1 L 1. A Ribose, também denominada D-Ribose, é um carboidrato da família das aldoses, constituída por átomos de carbono (40% em massa), hidrogênio e oxigênio (53,3% em massa). Foi descoberta em 1905 por Phoebus Levene. Faz parte da estrutura do RNA e de diversos nucleosídeos relacionados com o metabolismo: ATP (adenosina trifosfato), GTP (guanosina trifosfato), NADH (nicotinamida adenina dinucleotídeo), entre outros. São dadas as massas molares em g/mol: C = 12; H = 1; O = 16. Determine, mostrando os cálculos: a) a fórmula mínima da ribose; b) a fórmula molecular da ribose, sabendo que 0,02 mol apresenta massa igual a 3,0 g. RESOLUÇÃO: Pela hipótese de Avogadro, o número de moléculas nos dois recipientes é o mesmo e portanto a quantidade em mols dos dois gases será a mesma: 1 mol de CO –––––– 28 g x –––––– 7 g x = 0,25 mol de CO Teremos 0,25 mol de CO no balão A e 0,25 mol de X no balão B. 0,25 mol de X –––––––– 16 g 1 mol de X –––––––– m m = 64g Logo, a massa molar de X = 64 g/mol. Entre as alternativas, a única substância cuja massa molar é 64 g/mol é SO2. Resposta: D RESOLUÇÃO: Massa de oxigênio no frasco = 844 g – 820 g = 24 g de O2 1 mol de O2 ↓ CNTP32 g –––––––– 22,4 L 24 g ––––––––
Compartilhar