geometria e ligacoes inter

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Pontifícia Universidade Católica do Paraná
Escola Politécnica – Campus Curitiba
Engenharia Produção
Exercícios Geometria Molecular e Ligações Intermoleculares
Questão 1.Assinale o que for correto. 
01) Considerando que a distância entre dois átomos de hidrogênio é diferente da distância entre um átomo de nitrogênio e um átomo de hidrogênio, pode-se afirmar que a geometria molecular da molécula de amônia é representada por uma forma geométrica classificada como trigonal plana. 
02) A geometria molecular do PCl5 é representada por uma forma geométrica classificada como bipirâmide de base triangular. 
04) A geometria molecular do BrF5 é representada por uma forma geométrica classificada como tetraédrica. 
08) A figura geométrica formada pela molécula de SF6 é um octaédro. 
16) Na figura geométrica formada pela molécula de metano, todos os átomos de H estão distantes igualmente do C, e o mesmo raciocínio segue para a figura geométrica formada pela molécula SF6. 
Questão 2.Uma prática de limpeza comum na cozinha consiste na remoção da gordura de panelas e utensílios como garfos, facas, etc. Na ação desengordurante, geralmente se usa um detergente ou um sabão. Esse tipo de limpeza resulta da ação química desses produtos, dado que suas moléculas possuem 
a) uma parte com carga, que se liga à gordura, cujas moléculas são polares; e uma parte apolar, que se liga à água, cuja molécula é apolar. 
b) uma parte apolar, que se liga à gordura, cujas moléculas são apolares; e uma parte com carga, que se liga à água, cuja molécula é polar. 
c) uma parte apolar, que se liga à gordura, cujas moléculas são polares; e uma parte com carga, que se liga à água, cuja molécula é apolar. 
d) uma parte com carga, que se liga à gordura, cujas moléculas são apolares; e uma parte apolar, que se liga à água, cuja molécula é polar. 
Questão 3.Um funcionário de uma empresa ficou encarregado de remover resíduos de diferentes polímeros que estavam aderidos a diversas peças. Após alguma investigação, o funcionário classificou as peças em três grupos, conforme o polímero aderido a cada uma. As fórmulas estruturais de cada um desses polímeros são as seguintes:
Para remover os resíduos de polímero das peças, o funcionário dispunha de apenas dois solventes: água e n-hexano. O funcionário analisou as fórmulas estruturais dos três polímeros e procurou fazer a correspondência entre cada polímero e o solvente mais adequado para solubilizá-lo. A alternativa que representa corretamente essa correspondência é:
	
	Polímero I
	Polímero II
	Polímero III
	a)
	água
	n-hexano
	água
	b)
	n-hexano
	água
	n-hexano
	c)
	n-hexano
	água
	água
	d)
	água
	água
	n-hexano
	e)
	água
	n-hexano
	n-hexano
Questão 4.A reação do tetracloroetano com zinco metálico produz cloreto de zinco e duas substâncias orgânicas isoméricas, em cujas moléculas há dupla ligação e dois átomos de cloro. Nessas moléculas, cada átomo de carbono está ligado a um único átomo de cloro.
a) Utilizando fórmulas estruturais, mostre a diferença na geometria molecular dos dois compostos orgânicos isoméricos formados na reação.
b) Os produtos da reação podem ser separados por destilação fracionada. Qual dos dois isômeros tem maior ponto de ebulição? Justifique. 
Questão 5.A estrutura abaixo representa um carbocátion terciário, o qual pode ser formado em reações de substituição de haletos de alquila com espécies química nucleofílicas e na presença de solventes adequados.
A análise de sua estrutura permite concluir que essa espécie química apresenta uma geometria 
a) linear.
b) piramidal.
c) tetraédrica.
d) trigonal planar. 
Questão 6.Moléculas como a água (H2O) e a amônia (NH3) apresentam polaridade acentuada, no entanto moléculas como e são apolares. A explicação para esse comportamento se encontra centrada na forma como ocorre a disposição dos átomos ligantes em torno do átomo central, sendo que a forma geométrica da molécula irá depender da configuração eletrônica do átomo central.
Dados:
Be [He] 2s2
B [He] 2s2 2p1
N [He] 2s22p3
O [He] 2s22p4
Com relação às moléculas citadas, assinale a alternativa correta. 
a) A molécula de água apresenta geometria linear com o átomo de oxigênio no centro e formando um ângulo de 180° com os dois átomos de hidrogênio, ao passo que a amônia apresenta geometria trigonal com ângulo de 104°5’ entre os átomos de hidrogênio, nitrogênio e hidrogênio. 
b) A molécula de amônia apresenta geometria trigonal com o átomo de nitrogênio no centro e formando ângulos de 120° com os átomos de hidrogênio, ao passo que a molécula de água apresenta geometria linear com ângulo de 180° entre os átomos de hidrogênio, oxigênio e hidrogênio. 
c) A molécula de amônia apresenta geometria piramidal com o átomo de nitrogênio no centro e formando ângulos de 107° com os átomos de hidrogênio, ao passo que a molécula de água apresenta geometria angular com ângulo de 104°5’ entre os átomos de hidrogênio, oxigênio e hidrogênio. 
d) A molécula de amônia apresenta geometria piramidal com o átomo de nitrogênio no centro e formando ângulos de 109°28’ com os átomos de hidrogênio, ao passo que a molécula de água apresenta geometria linear com ângulo de 104°5’ entre os átomos de hidrogênio, oxigênio e hidrogênio. 
e) A molécula de água apresenta geometria angular com o átomo de oxigênio formando um ângulo de 104°5’ com os dois átomos de hidrogênio, ao passo que a molécula de amônia apresenta geometria trigonal com ângulo de 120° entre os átomos de hidrogênio, nitrogênio e hidrogênio. 
Questão 7.Há duas características que podem definir se uma molécula é ou não polar: a diferença de eletronegatividade entre os átomos ligados e a geometria da molécula. Com base nessas informações, assinale a alternativa INCORRETA. 
a) A geometria das moléculas de oxigênio e ozônio é linear, as ligações são apolares e as moléculas são apolares. 
b) A geometria da molécula da água é angular, as ligações entre os átomos são polares e a molécula é polar. 
c) A geometria da molécula de tetracloreto de carbono é tetraédrica, as ligações entre os átomos são polares e a molécula é apolar. 
d) A geometria da molécula do gás carbônico é linear, as ligações entre os átomos são polares e a molécula é apolar. 
e) A geometria da molécula de diclorometano é tetraédrica, as ligações entre os átomos são polares e a molécula é polar. 
Questão 8.A coluna da esquerda, abaixo, apresenta cinco espécies moleculares que têm o elemento enxofre como átomo central, a da direita, tipos de geometria molecular que correspondem a quatro dessas espécies. 
Associe corretamente a coluna da direita à da esquerda. 
	
1.
	( ) trigonal-plana
	
2.
	( ) tetraédrica
	
3.
	( ) piramidal
	
4. 
	( ) angular
	
5.
	
A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é 
a) 2 – 3 – 1 – 4. 
b) 2 – 4 – 3 – 1. 
c) 3 – 2 – 1 – 5. 
d) 4 – 3 – 2 – 1. 
e) 4 – 2 – 3 – 5. 
Questão 9.Durante e após atividades físicas, um atleta deve se hidratar para repor a perda de água e sais minerais. A respeito da água, identifique as afirmativas corretas: 
( ) A molécula da água apresenta dois pares de elétrons ligantes. 
( ) A molécula da água apresenta dois pares de elétrons não-ligantes. 
( ) A molécula da água apresenta geometria angular. 
( ) A molécula da água apresenta momento dipolar igual a zero. 
( ) A molécula da água é apolar. 
Questão 10.O íon nitrato , a molécula de amônia , a molécula de dióxido de enxofre e amolécula de ácido bromídrico apresentam, respectivamente, a seguinte geometria:
	Elemento Químico
	N 
(Nitrogênio)
	O 
(Oxigênio)
	H 
(Hidrogênio)
	S 
(Enxofre)
	Br
(Bromo)
	Número Atômico
	Z = 7
	Z = 8
	Z = 1
	Z = 16
	Z = 35
a) piramidal; trigonal plana; linear; angular. 
b) trigonal plana; piramidal; angular; linear. 
c) piramidal; trigonal plana; angular; linear. 
d) trigonal plana; piramidal;trigonal plana; linear. 
e) piramidal; linear; trigonal plana; tetraédrica. 
Questão 11.Na tentativa de explicar a origem dos seres vivos, Müller reproduziu, em seu experimento, as condições atmosféricas primitivas, que continham os gases metano (CH4); amônia (NH3); gás hidrogênio (H2) e vapor de água (H2O).
Esses quatro compostos apresentam, respectivamente, estruturas com geometria molecular: 
a) tetraédrica, piramidal, linear e angular. 
b) piramidal, octaédrica, angular e linear. 
c) tetraédrica, trigonal plana, piramidal e linear. 
d) angular, tetraédrica, angular e piramidal. 
e) piramidal, piramidal, angular e trigonal plana. 
Questão 12.Um cubo de gelo flutua em um copo com água. Tal fenômeno ocorre porque a água no estado sólido é menos densa que a água no estado líquido, visto que a água apresenta a particularidade de aumentar de volume quando solidifica.
Qual das afirmações a seguir apresenta uma justificativa adequada para esse fenômeno? 
a) Na água líquida, as interações intermoleculares se dão através de ligações de hidrogênio, enquanto no gelo essas interações são do tipo Van der Waals, mais fracas, o que resulta em maior afastamento entre as moléculas. 
b) O gelo é mais volumoso porque nele as moléculas de água se organizam em posições bem definidas em uma rede cristalina hexagonal, a qual ocupa um espaço maior que a disposição pouco ordenada dessas moléculas no estado líquido. 
c) No estado sólido, as baixas temperaturas provocam uma significativa diminuição da polaridade das moléculas de água, o que contribui para um maior afastamento entre elas. 
d) Quando passa ao estado sólido, a água aprisiona em sua rede cristalina átomos de oxigênio, transformando suas moléculas em H2O2, que são mais volumosas que as de H2O. 
e) Durante a formação dos cristais de gelo, ocorre alteração da geometria molecular das moléculas de água, que passa de angular para linear, a fim de permitir um melhor ajuste das moléculas aos nós da rede cristalina. 
Gabarito: 
Resposta da questão 1:
02 + 08 + 16 = 26.
Análise das afirmações:
01) Incorreta. Considerando que a distância entre dois átomos de hidrogênio é diferente da distância entre um átomo de nitrogênio e um átomo de hidrogênio, pode-se afirmar que a geometria molecular da molécula de amônia é representada por pirâmide de base triangular:
02) Correta. A geometria molecular do PCl5 equivale a uma bipirâmide de base triangular (hibridização sp3d).
04) Incorreta. A geometria molecular do BrF5 é representada por uma pirâmide de base quadrada. As faces laterais são formadas por triângulos isósceles.
08) Verdadeiro. A forma geométrica final do SF6 é de um octaedro regular.
16) Verdadeiro. Molécula de Metano possui a forma tetraédrica – todos átomos de H estão igualmente distantes do C. Molécula do hexafluoreto de enxofre (SF6) tem a forma geométrica de um octaedro regular – também os F estão igualmente distantes do S. 
Resposta da questão 2:
[B] 
As fórmulas do sabão e do detergente possuem uma parte apolar, que se liga à gordura, cujas moléculas são apolares; e uma parte com carga, que se liga à água, cuja molécula é polar. Observe o esquema:
Resposta da questão 3:
[A]
Como os polímeros I e II apresentam grupos OH (hidroxilas), conclui-se que fazem ligações ou pontes de hidrogênio com a água, ou seja, neste caso a água seria o solvente mais adequado.
O polímero II é apolar, logo o solvente mais adequado seria o n-hexano, também apolar. 
Resposta da questão 4:
a) Os dois compostos isoméricos formados na reação são do tipo cis-trans:
b) A partir da análise das estruturas, em termos de polaridade, vem:
Conclusão: O isômero cis tem maior ponto de ebulição, pois é polar (maiores forças intermoleculares). 
Resposta da questão 5:
[D] 
A geometria da estrutura é trigonal planar ou triangular ou trigonal plana:
Resposta da questão 6:
[C] 
A molécula de amônia apresenta geometria piramidal com o átomo de nitrogênio no centro e formando ângulos de 107° com os átomos de hidrogênio, ao passo que a molécula de água apresenta geometria angular com ângulo de 104°5’ entre os átomos de hidrogênio, oxigênio e hidrogênio. 
Resposta da questão 7:
[A]
Molécula de oxigênio:
Geometria linear, pois tem dois núcleos alinhados.
A ligação covalente dupla é apolar, pois os átomos ligados são iguais.
A molécula é apolar, pois o vetor momento dipolo elétrico é nulo.
Molécula de ozônio:
Geometria angular, pois tem três nuvens eletrônicas com repulsão máxima.
As ligações covalentes são apolares, pois os átomos ligados são iguais.
Existem controvérsias sobre a molécula de ozônio, mas no geral ela é classificada como polar, pois a densidade eletrônica é menor no átomo central:
Resposta da questão 8:
[D] 
Abaixo, seguem as fórmulas estruturais das moléculas e uma breve explicação sobre a geometria.
 – Há um efeito de ressonância com um par de elétrons que fica deslocalizado entre os átomos. A geometria da molécula é angular, pois o elemento centra (enxofre) apresenta par eletrônico disponível, que repele as ligações formando a estrutura angular.
Abaixo há a representação da molécula:
– O átomo de enxofre realiza uma ligação coordenada com o oxigênio e duas ligações covalentes comuns com átomos de cloro. Entretanto, possui um par de elétrons livres o que repele as 3 nuvens abaixo do plano do átomo. Dessa forma, sua geometria é piramidal.
– Nessa molécula o átomo de enxofre aparece ligado a 4 ligantes, ou seja, apresenta 4 nuvens eletrônicas se repelindo. Dessa forma, assume uma geometria tetraédrica.
– No trióxido de enxofre o átomo de enxofre aparece novamente com 3 nuvens eletrônicas ligadas a oxigênios. Dessa forma, a molécula apresenta geometria trigonal planar. O átomo de enxofre realiza duas ligações coordenadas (dativas) e uma ligação covalente dupla.
– O átomo de enxofre apresenta 4 nuvens eletrônicas, sendo que duas delas livres de ligantes e outras duas com átomos de hidrogênio. Dessa forma, há uma repulsão entre as nuvens, fazendo com que a molécula apresente geometria angular.
Resposta da questão 9:
V – V – V – F – F.
Análise das afirmativas:
(V) Afirmativa correta: a molécula da água apresenta dois pares de elétrons ligantes; 
(V) Afirmativa correta: a molécula da água apresenta dois pares de elétrons não ligantes; 
(V) Afirmativa correta: a molécula da água apresenta geometria angular; 
(F) Afirmativa incorreta: a molécula da água apresenta momento dipolar diferente de zero; 
(F) Afirmativa incorreta: a molécula da água é polar. 
Resposta da questão 10:
[B]
Teremos:
Resposta da questão 11:
[A]
Metano (CH4); amônia (NH3); hidrogênio (H2) e água (H2O):
Resposta da questão 12:
[B]
No gelo cada molécula de água possui seu átomo de oxigênio posicionado no centro de um tetraedro regular e os átomos de oxigênio de quatro moléculas vizinhas de água se posicionam nos vértices desse tetraedro.
Agora, observe a estrutura cristalina do gelo normal na qual representamos a água (H2O) por , onde a esfera maior representa o átomo de oxigênio e as duas esferas menores os dois átomos de hidrogênio:
Podemos observar que entre cada par de oxigênios está um átomo de hidrogênio, mais próximo do átomo de oxigênio central em dois casos e mais afastado nos outros dois. Isto ocorre, pois a distância entre o átomo de oxigênio (O) e o átomo de hidrogênio (H) na ligação covalente O–H é menor do que a ligação de hidrogênio.
A estrutura da água sólida (gelo) é muito aberta, com grandes espaços na estrutura tridimensional isto mostra que ocorre uma expansão durante o congelamento, por isso, verificamos que a densidade do gelo (água sólida) é menor do que a densidade da água líquida.
Acredita-se que o principal motivo para a ocorrência da interação entre as moléculas da água (pontesde hidrogênio) seja a atração eletrostática entre o núcleo do hidrogênio exposto e um par de elétrons do átomo eletronegativo vizinho. Contudo verificamos que as ligações de hidrogênio apresentam, também, caráter covalente, ou seja, a nuvem eletrônica do par de elétrons do átomo eletronegativo vizinho pode se expandir e blindar (envolver e proteger) parcialmente o hidrogênio (próton) exposto.