Ligações químicas

Prévia do material em texto

Lista de exercícios - Ligações químicas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAP 9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Usando a teoria dos orbitais moleculares (TOM) faça o estudo das seguintes moléculas, 
calcule ordem de ligação e determine se as moléculas são diamagnéticas ou paramagnéticas. 
a) H2 
b) H2
+ 
c) Li2 
d) C2 
e) Be2 
f) He2 
g) N2 
h) O2 
i) O2
+ 
 j) O2
- 
k) N2
+ 
l) Cl2 
m) Ne2
+ 
o) P2 
p) F2 
q) F2
2-
 
 
2. O dioxigênio pode estar em vários estados de oxidação como em: 
O2PtF6 (O2
2+); O2; KO2 (O2
–) e BaO2 (O2
2–). 
Os comprimentos médios de ligação são: 
(O2
2+)=112 pm; (O2)=121 pm; (O2
-)=135 pm e (O2
-2)=149 pm. 
Explique esta variação através da TOM. 
 
3. Faça um desenho dos orbitais envolvidos na formação dos seguintes compostos, segundo a 
teoria de ligação valência, demonstre os orbitais responsáveis por cada ligação e relacione a 
superposição dos orbitais com a geometria comparando os resultados com a geometria 
prevista pelo modelo de repulsão dos pares de elétrons da camada de valência: 
HF, F2, C2H4, C2H2, H2O, O2, NF3, BF3 e NH4
+. 
 
4. Considere as moléculas abaixo, e por meio da Teoria da Ligação de Valência (TLV) faça o 
estudo (tipo de ligação, hibridação, geometria, polaridade da ligação e da molécula e tipo de 
ligação) das seguintes moléculas: 
a) NH3 
b) H2O 
c) BCl3 
d) BeCl2 
e) BeCl3
- 
f) CH4 
g) PCl5 
h) SF6 
i) SF4 
j) ICl3 
k) XeF4 
l) XeOF4 
m) SCl4 
n) ClF3 
o) BrF5 
 
5. Represente duas estruturas de Lewis para o íon carbonato (CO3
2-). Usando a teoria de 
repulsão dos pares de elétrons da camada de valência discuta a geometria do íon carbonato. A 
partir da estrutura mais provável para o íon carbonato represente a estrutura do íon 
bicarbonato (HCO3
2-), sabendo que o hidrogênio está diretamente ligado a um dos oxigênios. 
 
6. De acordo com a teoria de ligação de valência, deveria as duas ligações N-O no nitrometano 
(CH3-NO2) ter comprimentos iguais ou diferentes? 
 
7. O que diz a teoria dos octetos? Cite 5 casos onde ela não é obedecida. 
 
8. O que é uma ligação iônica? Disserte a respeito da formação de sólidos iônicos a partir de 
compostos moleculares simples (etapas envolvidas, variações de energias, diferença de 
estabilidade de compostos iônicos, compostos covalentes entre outros). 
 
9. O que são íons isoeletrônicos? Exemplifique. Qual a relação entre os raios de uma mesma 
série isoeletrônica? 
 
10. Explique por que o ângulo entre as ligações O-H na água é 104°28’. 
11. Diamante e grafite têm a mesma composição química (carbono). O que os diferencia? O 
que pode se dizer sobre as ligações entre átomos de carbono de cada uma delas. 
 
12. Escreva estruturas de Lewis para os compostos seguintes: 
 
13. Qual é a fórmula estrutural e a geométrica (três dimensões) para cada uma das seguintes 
espécies? . Indicar o sentido do momento de dipolo (se houver) de cada uma das seguintes 
substâncias 
(a) (CH3)3B 
(b) CH3
- 
(c) H2S 
(e) BF4
- 
(f) (CH3)3N 
(g) CH2Cl2 
(h) CHCI3 
(i) CH3OH 
 
14. Hibridização: (a) Indique qual é a hibridização do orbital que contém o par de elétrons livre 
responsável pela carga negativa em cada espécie: 
CH3CH2:
- CH2=CH:
- HC≡C:- 
(b) Os elétrons de orbitais sp, sp2 e sp3 não têm a mesma energia. Como o orbital 2s tem 
menos energia do que o 2p, quanto mais caráter s o orbital híbrido tiver, menor será a sua 
energia. Assim, o orbital sp3 (25% de caráter s), o orbital sp2 (33% de caráter s) e o orbital sp 
(50% de caráter s) tem diferentes energias. A energia mais alta é a do orbital sp3 e a mais baixa 
é a do orbital sp. Use esta informação e coloque os três ânions acima em ordem de 
estabilidade. Justifique. (c) A força de um ácido HA está relacionada à capacidade da base 
conjugada A- de acomodar a carga negativa. Em outras palavras, a ionização HA → H+ + A- é 
favorecida quando A- é mais estável. Embora CH3-CH3, CH2=CH2 e HC≡CH sejam ácidos fracos, 
sua acidez é diferente. Use a resposta que você deu em (b) e coloque estes três ácidos na 
ordem de acidez. 
 
15. Algumas substâncias com átomos de carbono polarizados positivamente são consideradas 
agentes cancerígenos em potencial ou compostos potencialmente indutores de câncer. A 
presença da carga positiva nos átomos de carbono tem sido considerada responsável por esta 
propriedade. Suponha que o grau de polarização seja proporcional ao potencial cancerígeno. 
Como você ordenaria estes compostos segundo seu potencial de provocar o câncer? 
(a) CH3Cl 
(b) (CH3)4Si 
(c) ClCH2OCH2Cl 
(d) CH3OCH2Cl 
(e) (CH3)3C
+