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ESCOLA SÃO DOMINGOS BATERIA DE EXERCÍCIOS – 2º TRIMESTRE QUÍMICA – 1º ANO 1. Com base na tabela periódica a seguir, em que as letras representam elementos químicos Dê: a) O subnível de maior energia para o átomo B ____________. b) O nome da família de H ________________. c) A camada de valência de D _____________. d) O subnível mais energético de C ____________. e) O átomo de maior raio atômico _____________. f) O átomo de maior eletronegatividade _____________. 2. O comportamento químico e físico dos elementos tem relação direta com suas propriedades periódicas. Observe, no gráfico 1, parte das energias de ionização de um elemento representativo do terceiro período da tabela de classificação periódica.Observe, no gráfico 2, as afinidades eletrônicas de 48 elementos da tabela de classificação periódica. Considere que o elemento de menor número atômico representado pertence ao segundo período da tabela. Nomeie o elemento que corresponde ao gráfico 1, justificando sua resposta. Em seguida, identifique o grupo da tabela de classificação periódica ao qual pertencem os elementos do gráfico 2 que apresentam as quatro maiores afinidades eletrônicas. 3. Considere as espécies químicas apresentadas a seguir. S 2- ; Ar; Fe 3+ ; Ca 2+ ; Al 3+ ; Cl 1- a) Identifique, com o auxílio da Tabela Periódica, as espécies isoeletrônicas, apresentando-as em ordem decrescente de raio. b) Identifique, dentre as espécies químicas cujos elementos pertencem ao terceiro período, aquela que apresenta o menor potencial de ionização. Justifique sua resposta. 4. QUANTA (Gilberto Gil) "Fragmento infinitésimo Quase apenas mental Quantum granulado no mel Quantum ondulado do sal Mel de urânio, sal de rádio Qualquer coisa quase ideal" Com base na Tabela Periódica, escreva a fórmula do sal formado pelo halogênio mais eletronegativo e o metal alcalino terroso citado por Gilberto Gil na letra de Quanta, indicando o tipo de ligação química do sal formado. 5. Vamos preencher as quatro primeiras quadrículas a seguir com símbolos de elementos químicos. O elemento da quinta quadrícula é o enxofre. Os outros são: Quadrícula 1: o elemento de transição interna cuja configuração eletrônica é: [Rn] 5f 2 6d 1 7s 2 . Quadrícula 2: o metal alcalino terroso com maior raio atômico. Quadrícula 3: o elemento do bloco s, do segundo período, com maior eletronegatividade. Quadrícula 4: o elemento do grupo 15 cujo estado físico de ocorrência natural é gasoso. Preencha as quadrículas correspondentes. 6. Considere as seguintes configurações eletrônicas dos átomos dos elementos químicos genéricos (X, Y, Z, T e V), no estado fundamental: X ; 1s 2 Y :1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 . Z : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 T : 1s 2 2s 2 2p 6 V : 1s 2 2s 2 2p 5 a) Indique o elemento que apresenta a maior energia de ionização e o elemento que apresenta a menor energia de afinidade. Justifique. b) Estabeleça a ordem crescente de raios das espécies isoeletrônicas: V 1-, Z 2+ e T. Justifique. c) Qual dentre os elementos (X, Y, Z, T e V) é o mais eletronegativo? Justifique. d) Dentre os elementos (X, Y, Z, T e V), quais apresentam, para o elétron mais energético, o número quântico secundário igual a 1. Explique. 7. Na tabela a seguir são dadas informações sobre os núcleos de 4 átomos neutros Associe os pares de átomos que possuem propriedades químicas semelhantes. Justifique. 8. Energia de ionização é a energia necessária para se retirar um elétron de um átomo neutro no estado gasoso. Complete a tabela a seguir com os elementos Ca, I e K, ordenando-os de acordo com os valores de energia apresentados: 9. As fotocélulas são dispositivos largamente empregados para acender lâmpadas, abrir portas, tocar campainhas etc. O seu mecanismo baseia-se no chamado "efeito fotoelétrico", que é facilitado quando se usam metais com energia de ionização baixa. Os metais que podem ser empregados para esse fim são: sódio, potássio, rubídio e césio. a) De acordo com o texto anterior, cite o metal mais eficiente para fabricação das fotocélulas, indicando o nome da família a que ele pertence, de acordo com a Tabela de Classificação Periódica. b) Escreva a fórmula mínima e o nome do composto formado pelo ânion O 2- e o cátion potássio. 10. Os elementos do 4° período da tabela periódica são aqueles que apresentam elétrons distribuídos pelos quatro primeiros níveis de energia. a) Apresente a fórmula e o nome do composto iônico formado pelos elementos de maior e de menor eletronegatividade desse período. b) Os três metais do grupo 8B desse período apresentam propriedades magnéticas. Tal fato está relacionado à presença de elétrons desemparelhados em suas distribuições eletrônicas. Selecione o metal de menor massa atômica dentre esses três e faça sua distribuição eletrônica. 11. As tintas são feitas com base na combinação de pigmentos inorgânicos, materiais formadores de película e solventes. A mistura de diferentes pigmentos é responsável pela grande variedade de tons e cores existentes. Na composição dos pigmentos, podemos encontrar diversos elementos químicos tais como Pb, Fe, AØ, Si, Hg, Cr e Ba. a) Qual, dentre esses elementos, apresenta menor potencial de ionização? b) Quais desses elementos são metais de transição? 12. O desenvolvimento da ciência depende tanto da formulação de teorias quanto de experimentos rigorosamente realizados; por esse motivo, a produção e a interpretação de dados obtidos experimentalmente deve ser o fundamento básico do ensino da Química. A tabela a seguir fornece valores experimentais das 1ª, 2ª e 3ª energias de ionização dos cinco únicos metais localizados no segundo e no terceiro períodos da classificação periódica, representados pelas letras A, B, C, D e E. a) Identifique o elemento representado pela letra C e apresente a equação da sua reação com o ácido clorídrico. b) Escreva a fórmula e classifique o óxido do elemento representado pela letra A. 13. As sucessivas energias de ionização do nitrogênio estão representadas no gráfico. a) EXPLIQUE a variação observada nos valores de energia de ionização entre o primeiro 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. Dados: N (Z = 7) 14. Comparar cloreto de potássio (KCl) e cloreto de hidrogênio (HCl) quanto: a) ao tipo de ligação de cada composto puro; b) à dissolução de cada um desses compostos em água; c) à função inorgânica a que pertence cada composto. 15. Os elementos do 4º período da tabela periódica são aqueles que apresentam elétrons distribuídos pelos quatro primeiros níveis de energia. a) Apresente a fórmula e o nome do composto iônico formado pelos elementos de maior e de menor eletronegatividade desse período. b) Os três metais do grupo 8B desse período apresentam propriedades magnéticas. Tal fato está relacionado à presença de elétrons desemparelhados em suas distribuições eletrônicas. Selecione o metal de menor massa atômica dentre esses três e faça sua distribuição eletrônica. 16. Os fornos de microondas são aparelhos que emitem radiações eletromagnéticas (as microondas) que aquecem a água e, consequentemente, os alimentos que a contêm. Isso ocorre porque as moléculas de água são polares, condição necessária para que a interaçãocom esse tipo de radiação seja significativa. As eletronegatividades para alguns elementos são: Apresentadas na tabela a seguir. a) Com base nessas informações, forneça a fórmula estrutural e indique o momento dipolar resultante para a molécula de água. b) Sabendo que praticamente não se observam variações na temperatura do dióxido de carbono quando este é exposto à ação das radiações denominadas microondas, forneça a estrutura da molécula de CO‚. Justifique sua resposta, considerando as diferenças nas eletronegatividades do carbono e do oxigênio. 17. Considere as seguintes moléculas: H2O; PCl3; BH3 e CO2. a) Indique as espécies polares. Justifique. b) Indique as espécies apolares. Justifique. 18. Têm-se os seguintes pares de substâncias: I. n-octano e tetracloreto de carbono, II. água e benzeno, III. cloreto de hidrogênio gasoso e água. a) Quais desses três pares formam misturas homogêneas? b) Explique, em termos de interações entre moléculas, por que os pares indicados formam misturas homogêneas. 19. Muitas propriedades físicas das substâncias, entre elas a solubilidade, podem ser explicadas a partir da polaridade de suas moléculas. Sabendo-se que "semelhante dissolve semelhante", considere as substâncias amônia, água, e metano e responda: a) qual a polaridade dessas moléculas? Justifique sua resposta com base na geometria molecular. b) qual substância será mais solúvel em água com base nos dipolos criados? Justifique sua resposta. 20. Considere a seguinte tabela: Qual ou quais fatores justificam as diferenças de constantes físicas observadas neste grupo de compostos? 21. Considere as substâncias: As substâncias SO2 , NH3, HCl , Br2 e SO3 Indique: a) A geometria para cada molécula b) Quais são polares e quais são apolares c) O tipo de interação intermolecular entre cada molécula Gabarito 1. a) 5s 2 b) Família do halogênios c) Camada P d) 5d 6 e) átomo de maior raio atômico B f) maior eletronegatividade H 2. Enxofre. O elemento deve possuir 6 elétrons em sua camada de valência, já que há uma descontinuidade entre a 6ª e a 7ª energia de ionização, indicando uma mudança de camada. Grupo 17 (VII A). 3. a) Espécies isoeletrônicas: S 2- , Ar, Ca 2+ , Cl - ; ordem decrescente de raio: S 2- > Cl 1- > Ar > Ca 2+ . b) S 2- . Quanto maior o raio, maior a facilidade de retirar o elétron. 4. RaF2 Tipo de ligação: Ligação iônica 5. 6. a) O elemento que apresenta a maior energia de ionização é o X e o elemento de menor energia de afinidade é o Y. Pois X possui o menor raio atômico e Y apresenta maior raio atômico com apenas 2 elétrons na última camada. b) Ordem crescente de raio: Z, T, V ou Z 2+ , T, V 1-. Quando um átomo cede elétrons os elétrons restantes serão mais atraídos pelo núcleo (contração). Portanto, o raio fica menor. Quando um átomo recebe elétrons, os elétrons já existentes provocam uma certa repulsão. Portanto, o raio fica maior. Logo, o T como não recebe nem cede elétrons ficará entre Z e V. c) O elemento mais eletronegativo é o V porque tem maior facilidade de receber elétron para atingir a configuração de gás nobre. d) Os elementos que apresentam para o elétron mais energético o número quântico secundário=1 são: o T e o V, porque o elétron mais energético está no subnível p. 7. Pares A - C B - D apresentam o mesmo número de elétrons na camada de valência, pertencem à mesma família 8. I: 1008 kJ . mol -1 Ca : 590 kJ . mol -1 K : 419 kJ . mol -1 9. a) Metal: Césio ou Cs Nome da família: Metais Alcalinos b) Fórmula mínima: K2O Nome do composto: óxido de potássio 10. a) KBr; brometo de potássio b) 26Fe: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 11. a) Ba (bário) b) Fe, Hg, Cr (Ferro, Mercúrio, Cromo) 12. C = Magnésio Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 b) Al2O3 = óxido anfótero 13. a) A energia necessária para arrancar o 2º. elétron é maior do que a necessária para o 1º. e assim, sucessivamente. b) Mudanças para o nível mais interno. 14. a) KCl(s): ligação iônica HCl(g): ligação covalente b) Para o KCl(s): dissociação iônica Para o HCl: ionização c) KCl: sal HCl: ácido 15. a) KBr; brometo de potássio b) 26Fe: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 16. 17. a) H2O, PCl3 (µ≠0) Polares b) BH3 e CO2 ( µ= 0) Apolares 18. a) Os pares I e III são misturas homogêneas b) Ocorre dissolução quando as forças intermoleculares forem do mesmo tipo e apresentarem intensidade não muito diferente. O n-octano e tetracloreto de carbono (moléculas apolares) apresentam o mesmo tipo de força intermolecular (força de Van der Waals do tipo dipolo induzido - dipolo induzido ou força de London) e se misturam de forma homogênea. Entre as moléculas polares da água e do HCl teremos uma iteração de Van der Waals do tipo dipolo permanente - dipolo permanente (devido a uma diferença de eletronegatividade), produzindo um sistema homogêneo. Além disso, ocorre a ionização do HCl com grande intensidade, originando íons em solução 19. Amônia: Geometria piramidal, o vetor resultante (momento dipolo elétrico) é diferente de zero. A molécula é polar. Água: Geometria angular, o vetor resultante (momento dipolo elétrico) é diferente de zero. A molécula é polar. Metano: Geometria tetraédrica, o vetor resultante (momento dipolo elétrico) é igual a zero. A molécula é apolar. b) A substância mais solúvel em água será a amônia, pois, é polar (o vetor resultante momento dipolo elétrico é diferente de zero) e semelhante à água. 20. Os compostos N2 e CF4 são apolares e apresentam interações de Van de Waals ou dipolo induzido em seus estados líquido e sólido. Estas interações são mais fracas e conseqüentemente as constantes físicas dos compostos são menores, sendo que o CF„, por ter maior massa molecular, apresenta maiores valores de pontos de fusão e de ebulição do que o N2 O HBr é uma molécula polar e apresenta interações do tipo dipolo-dipolo que é uma interação intermolecular mais forte do que o dipolo induzido. A água é polar e apresenta ligações de hidrogênio (pontes de hidrogênio), que é uma interação intermolecular forte, mesmo para moléculas com menor massa molecular e as constantes físicas são altas. 21. a) angular, piramidal, linear, linear e trigonal plana ( triangular) b) polar, polar, apolar, apolar e apolar c) dipolo-dipolo- dipolo- permanente, ligações de hidrogênio, dipolo- induzido, dipolo-induzido e dipolo- induzido.
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