4ª Lista de Exercícios

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4a. Lista de Exercícios de Química Geral IC-348 – Periodicidade Química 	
  
Prof. Antonio Gerson Bernardo da Cruz 
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1. Sobre as forças intermoleculares, responda: 
(a) Por que as forças intramoleculares são mais fortes do que as forças intermoleculares? 
(b) Moléculas polares exibem forças dipolo-dipolo. Nestas moléculas, estão presentes também 
as dispersões de London? Explique. 
(c) Qual a diferença entre polarizabilidade e polaridade? Como cada uma influencia as forças 
intermoleculares? 
(d) Como uma molécula apolar consegue induzir um dipolo em uma molécula apolar vizinha? 
(e) As forças de dispersão são as únicas forças intermoleculares presentes em óleos de 
motores, mesmo assim este tem um alto ponto de ebulição. Explique. 
(f) Porque o etilenoglicol (HOCH2CH2OH, MM = 62,07 g/mol) tem um ponto de ebulição de 
197,6 oC, enquanto o propanol (CH3CH2CH2OH, MM = 60,09 g/mol), um composto de 
massa molar semelhante, tem um ponto de ebulição de apenas 97,4 oC? 
2. Qual membro de cada par de compostos formas ligações de H intermolecular? Desenhe a 
estrutura das ligações de H em cada caso. 
(a) ou CH3SCH3 (b) HF ou HBr 
(c) (CH3)2NH ou (CH3)3N (d) HOCH2CH2OH ou FCH2CH2F 
3. Quais forças se opõem a vaporização de cada subst6ancia? 
(a) Hexano (b) Água (c) SiCl4 (d) Br2 SbH2 (e) CH3CH2 
4. Qual das espécies apresenta maior polarizabilidade? Explique. 
(a) Br- ou I- (b) CH2=CH2 ou CH3 – CH3 (c) CCl4 ou CF4 
(d) H2O ou H2Se (e) Ca2+ ou Ca (f) NH3 ou PH3 
5. Qual membro de cada par de substâncias tem maior ponto de ebulição? Explique. 
(a) LiCl ou HCl (b) NH3 ou PH3 (c) Xe ou I2 
(d) CH3CH2OH ou CH3CH2CH3 (e) NO ou N2 (f) H2S ou H2Te 
(g) CH3CH2CH2CH3 ou (h) NaBr ou PBr3 (i) H2O ou HBr 
(j) CH3OH ou CH3CH3 (k) FNO ou ClNO (l) ou 
6. Defina: (a) Tensão superficial (b) Viscosidade (c) ação capilar. 
7. (a) Aponte as diferenças entre forças adesivas e forças coesivas (b) A viscosidade e a tensão 
superficial refletem forças atrativas coesivas ou adesivas? (c) explique a causa para a 
formação de um menisco em U quando a água está em um tubo de vidro e o menisco em U 
invertido para o Hg. 
8. Pequenas gotas de óleo, água e mercúrio com igual tamanho foram colocadas sobre uma 
superfície encerada. Como cada líquido se comportará? Explique. 
9. Porque uma solução aquosa de etanol (CH3CH2OH) tem tensão superficial menor do que a 
água? 
10. Dentro de um líquido a pressão interna que é a atribuída as forças atrativas que mantêm unidas 
as moléculas no estado líquido é definida como a relação entre a o dobro da tensão superficial, 
γ, e o raio de curvatura da superfície do líquido. Dada o valor de 0,072 N/m para a tensão 
superficial da água, determine a pressão, P, exercida pela água sobre um bolha com raio de 5 
x10-8 cm. 
11. A força das interações intermoleculares em u líquido muda quando este é aquecido? Porque 
um líquido torna-se menos viscoso com o aumento da temperatura? 
12. Ordene em ordem decrescente de tensão superficial a uma dada temperatura e depois em 
ordem decrescente de viscosidade. 
(a) CH3CH2CH2OH (b) HOCH2CH(OH)CH2OH (d) HOCH2CH2OH 
(e) CH3OH (e) CH3CH3 (f) H2C = O 
13. Qual a diferença entre um sólido amorfo e cristalino no nível macroscópico e microscópico? 
14. Para uma estrutura consistindo de átomos idênticos, quantos átomos estão contidos em uma 
célula unitária cúbica simples, cúbica de face centrada e cúbica de corpo centrado? Explique 
como se obtém estes valores. 
 
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15. O que é o gap de energia na teoria de bandas? Compare os tamanhos do gap entre bandas de 
condutores, semicondutores e isolantes. 
16. Que efeito sob a condutividade elétrica se espera ao se aumentar a temperatura em um (a) 
condutor (b) semicondutor (c) isolante 
17. Além do tipo de célula unitária, qual informação é necessária para se determinar a densidade 
de um sólido consistindo de átomos idênticos? 
18. Dado o número de átomos por célula unitária, qual o tipo de retículo cristalino cada metal 
forma? 
(a) Ni (4) (b) Cr (2) (c) Ca (4) 
19. Qual o número de átomos por célula unitária para cada metal 
(a) Polônio, Po (b) Manganês, Mn (c) Prata, Ag 
 
20. Quando o óxido de cádmio reage para formar o seleneto de cádmio, ocorre uma mudança na 
célula unitária como mostrado abaixo: 
 
(a) Qual foi a mudança na célula unitária? 
(b) Houve alguma mudança no número de coordenação do cádmio? Explique. 
21. O óxido de zinco adota a estrutura cristalina da blenda de zinco (ZnS). Quantos íons Zn2+ 
estão presentes na célula unitária? 
 
22. O sulfeto de cádmio adota a estrutura cristalina do cloreto de sódio. Quantos íons S2- existem 
na célula unitária do CaS? 
 
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23. A célula unitária para o óxido de lítio e o iodeto e prata são mostradas abaixo: 
 
Mostre que a razão de cátions para ânions em cada célula unitária corresponde à razão entre 
cátions e ânions na fórmula de cada composto. 
24. O seleneto de zinco (ZnSe) cristaliza com a estrutura da blenda de zinco e tem densidade de 
5,42 g/cm3. 
(a) Quantos íons Zn2+ e Se2- existem na célula unitária? 
(b) Qual a massa da célula unitária? 
(c) Qual o volume da célula unitária? 
(d) Qual a medida da aresta da célula unitária? 
25. Um elemento cristaliza em um arranjo cúbico de corpo centrado e tem densidade de 1,45 
g/cm3. A aresta da célula unitária é 4,52x10-8 cm. 
(a) Quantos átomos existem na célula unitária? 
(b) Qual a massa da célula unitária? 
(c) Qual o volume da célula unitária? 
(d) Calcule a massa atômica aproximada do elemento. 
26. Classifique cada um como sendo condutor, semicondutor ou isolante: 
(a) carbono (grafite) (b) enxofre (c) platina (d) fósforo (e) mercúrio (f) germânio 
27. Preveja qual será o efeito do aumento da temperatura sobre a condutividade do: 
(a) antimônio (b) telúrio (c) bismuto (d) silício (e) chumbo (f) germânio 
28. O metal polônio é um metal radioativo raro. É o único metal que adota uma estrutura 
cristalina baseada na célula unitária cúbica simples. Se sua densidade é 9,142 g/cm3, calcule o 
raio atômico aproximado do polônio. 
29. O tantálio (Ta; d = 16,634 g/cm3 e MM = 180,9479 g/mol) assume uma estrutura cristalina 
com célula unitária cúbica de corpo centrado e aresta com 3,3058 Å. Use estes dados para 
calcular o número de Avogadro. 
30. No efeito fotoelétrico, a função trabalho ( φ) é a energia mínima que um fóton deve ter para 
remover um elétron da superfície de um metal. Para um dado metal, φ depende de como e 
onde o fóton atinge o cristal metálico. O cobre adota uma estrutura cúbica de face centrada. Se 
um fóton atinge a célula unitária perpendicular à face, φ = 4,59 eV; se atinge perpendicular ao 
plano tangente à aresta, φ = 4,48 eV e se atinge perpendicular ao plano tangente ao vértice, φ 
= 4,94 eV (1 eV = 1,602x10-19 J). Encontre o comprimento de onda (λ) do fóton de menor 
energia que pode remover um elétron do cobre, indicando como este atinge a célula unitária. 
(φ = hc/λ); 
31. O ferro cristaliza em uma estrutura cúbica de corpo centrado. O volume de um átomo de ferro 
é 8,38x10-24 cm3 e a densidade do Fe é 7,874 g/cm3. Encontre um valor aproximado para o 
número de Avogadro. 
 
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32. O diamante tem uma célula unitária cúbica de face centrada, com 4 outros átomos de C em 
buracos tetraédricos dentro da célula unitária. A densidade do diamante varia na faixa de 3,01 
g/cm3 a 3,52 g/cm3 pois alguns átomos estão ausentes nos buracos tetraédricos. Calcule o 
comprimento da aresta da célula unitária da forma mais densa do diamante. 
33. O gelo cristaliza-se em uma rede hexagonal. Em temperatura baixas, nas quais a estrutura foi 
determinada, as constantes de rede foram a = 453 pm e c = 741 pm. Quantas moléculas de 
água estão contidas em uma célula unitária. Dados Vcélula = (a2senθ/2)c e ρgelo = 0,92 g/cm3. 
 
34. Defina: (a) semicondutor (b) semicondutor tipo-p (c) semicondutor tipo-n (d) supercondutor 
35. No silício, existe uma gap de energia entre a banda de OM ligantes e a banda do mesmo 
número de OM antiligantes, todos derivados dos orbitais 3s e 3p. O silício é um condutor 
elétrico metálico? Explique. 
36. As figuras mostram a população de elétrons de um banda de níveis de energia para quatro 
materiais diferentes: 
 
(a) Classifique cada material como sendo um isolante, um metal ou um semicondutor. 
(b) Ordene os quatro materiais em ordem crescente de condutividade. Explique. 
(c) Comente se a condutividade de cada material aumentará ou diminuirá com o aumento da 
temperatura. 
37. Considerando apenas os orbitais atômicos de valência, quantos orbitais moleculares são 
formados por 100 átomos de Mg? Quantos desses orbitais estão ocupados por pares de 
elétrons? 
 
a
120o
c
a