Lista 1 Estequiometria, estruturas atômicas e ligações

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Universidade de Brasília - Instituto de Química 
 
Prof. Marcello Moreira Santos 
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QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA – IQD 114782 
 
LISTA 1 DE EXERCÍCIOS 
 
1. O estimulante no café e no chá é a cafeína, uma substância de massa molar 194gmol-1. Quando 0,376g 
de cafeína foram queimados, 0,682g de dióxido de carbono, 0,174g de água e 0,110g de nitrogênio se 
formaram. Determine as fórmulas empírica e molecular da cafeína e escreva a equação de queima. 
 
2. 4,0 L de SO2 são misturados com 4,0 L de H2S. Sob aquecimento, a reação ocorre formando enxofre 
elementar e água, segundo a equação química: 
Nas condições do experimento, a densidade do SO2 é 2,86g/L e do H2S é 1,52g/L. 
_____ SO2 (g) + _____ H2S(g)  _____ S(s) + _____ H2O(g) 
 
a) Balancear a equação química. 
b) Determinar o reagente limitante. 
c) Calcule a massa do reagente em excesso. 
d) Calcule o número de mol dos produtos formados. 
 
3. Uma amostra de 1,35 g de uma substância contendo carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio foi 
queimada e produziu 0,810 g de água, 1,32 g de dióxido de carbono. Em outra reação 735 mg desta 
substância produziu 284 mg de amônia (NH3). Determine a fórmula mínima desta substância. 
 
4. A análise de um composto mostrou que ele continha C, H, N, O e Cl. Na queima de uma amostra de 150 
mg deste composto produziu 138 mg de CO2 e 56,6 mg de H2O. Convertendo todo nitrogênio de uma 
amostra de 200 mg do composto se obtém 23,8 mg de amônia por fim, o cloro de uma amostra de 125 
mg foi precipitado com prata formando 251 mg de cloreto de prata. 
a) Determine a fórmula centesimal do composto 
b) Determine a fórmula mínima do composto. 
 
5. A prata escurece na presença de sulfeto de hidrogênio formando sulfeto de prata: 
 _____ Ag (s) + ______ H2S(g) + _____ O2(g)  _____ Ag2S(s) + _____ H2O(g) 
 
Quanto de sulfeto de prata é formado de uma mistura de 950 mg de prata e 140 mg de sulfeto de hidrogênio 
e 80 mg de oxigênio? 
 
a) Balancear a equação química. 
b) Determinar o reagente limitante. 
c) Calcule a massa do reagente em excesso. 
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d) Calcule o número de mol dos produtos formados. 
 
6. Use a fórmula de Rydberg para o hidrogênio atômico para calcular o comprimento de onda da transição 
de n=6 para n=2. Calcule a energia para essa transição. 
 
7. a) Calcule o comprimento de onda e a frequência de uma partícula hipotética de 3,0 x 10 -45 t de massa 
e velocidade de 4,724 x 105 pol/min. Qual a energia dessa partícula? 
b) Qual o seu comprimento de onda se sua velocidade é 36 km/h? E sua energia? 
 
 
8. Calcule a energia de um fóton com frequência de 3 x 1015Hz. Se um fóton tem 2x10 -13J de energia, qual 
será seu comprimento de onda? 
 
9. Um próton (núcleo do átomo de hidrogênio) tem massa igual a 1,67 x 10-24g e 1 x 10-13cm de diâmetro. 
Calcule a densidade do núcleo considerando-o esférico. A Terra tem massa de 6,59 x 1021t e um diâmetro 
de 13000 km. Qual seria o diâmetro da Terra (em quilômetros), se ela tivesse a mesma densidade do 
próton? 
 
10. Quanto de água poderia ser aquecida de 0 a 100 ºC pela conversão de um grama de matéria em 
energia. Lembre-se que 4,18 J de energia são necessários para elevar em 1ºC (um grau) por grama de 
água. 
 
11. Calcule a energia cinética de um elétron com comprimento de onda de 0,1 nm. 
 
12. Quanto tempo levaria uma bala de 2g para atravessar o comprimento de um cano de 15 cm de um 
cano de uma pistola, se tivesse comprimento de onda de 0,3 nm? 
 
13. Para cada par, determine qual o composto tem ligações com maior caráter iônico e explique sua 
escolha: a) HCl ou HI b) CH4 ou CF4 c) CO2 ou CS2 
 
14. a) Determine a carga formal sobre cada átomo e identifique, se possível, a estrutura de Lewis de menor 
energia: 
 
 
b) Desenhe o diagrama de níveis de energia de orbital molecular e determine a ordem de ligação esperada 
para cada uma das seguintes espécies: i) N2+ ii) N22+ iii) N22-. Diga se cada uma das moléculas e 
diamagnética ou paramagnética. 
As O
O
O
O
3- 3-
As O
O
O
O
3-
As O
O
O
O
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c) Escreva a estrutura de Lewis para cada um dos seguintes compostos, preveja a forma ao redor do átomo 
central e diga se é polar ou não-polar: 
 i) SO2Cl2 (S = átomo central) ii) F3SSF 
 
 
15. Escreva a estrutura de Lewis para cada um dos seguintes compostos, preveja a forma ao redor de cada 
átomo central e demonstre se a molécula é polar ou apolar. a) SO2Cl2 ; b) AsCl5 ; c) SiF4. Dê a designação 
AXmEn do modelo VSEPR. 
 
16. Determine as geometrias e as hibridações compatíveis. Escreva a fórmula de Lewis e compare com a 
obtida pelo modelo de Repulsão do Par de Elétrons da Camada de Valência para as moléculas. Dê a 
designação AXmEn do modelo VSEPR. a) BrF3; b) BrF5 e c) SiCl4. 
 
17. a) O modelo VSEPR permite prever o arranjo espacial dos pares de elétrons, ligantes e isolados, ao 
redor do átomo central de uma molécula ou íon. Entre as espécies químicas BF3, PCl3, SO3 e ClF3, quais 
devem apresentar um mesmo arranjo especial dos pares de elétrons ao redor do átomo central? Utilizando 
as figuras em anexo, dê a forma das moléculas e dos arranjos eletrônicos. 
b) 1. Arranje os cátions Rb+, Be+2 e Sr+2 em ordem crescente de poder polarizante. Explique. 
 
18. a) Considere que o eixo internuclear de uma molécula diatômica homonuclear, tipo A2, do segundo 
período, seja o eixo y. Quais combinações de orbitais levam aos orbitais moleculares  (sigma)? E quais 
levam aos orbitais moleculares  (pi)? Quais são ligantes e quais são antiligantes? Esquematize o diagrama 
de níveis de energia indicando os orbitais moleculares formados a partir dos orbitais atômicos. 
b) Descreva a diferença entre orbitais atômicos e orbitais moleculares. 
 
19. Quais são os três orbitais híbridos que podem ser formados por um átomo que só têm orbitais s e p na 
sua camada de valência? Dê a geometria de cada um deles e dê um exemplo de moléculas que apresentam 
esta geometria.