Exercicios Qui120

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Exercícios Qui 120 2012 / I
Professor José Roberto da Silveira Maia
1. Considere a seguinte tabela de Energia de Ionização (EI) para elementos desconhecidos.
Elemento 1ª EI 2ª EI 3ª EI 4ª EI
X 569 1880 2690 12345
Y 419 3051 5900 6500
W 1086 2353 4621 6223
Z 390 750 4912 5189
a) Qual destes elementos tem a maior tendência para formar um cátion 3+?
b) Para qual elemento a energia necessária para formar um cátion 4+ é máxima?
c) Qual elemento pertence ao grupo 3A da Tabela Periódica?
d) Quais elementos poderiam ser classificados como pertencentes aos grupos 1A e 2A da Tabela Periódica?
2. Através de uma diferença de potencial aplicado a uma lâmpada de hélio, uma radiação eletromagnética foi
observada cuja energia correspondente a transição de um elétron proveniente do nível n=2. Proponha uma
configuração eletrônica ou configurações que correspondam a estados excitados deste elétron.
3. Calcule o comprimento de onda associado a um projétil de canhão, de massa 2,5Kg, disparado a uma velocidade
de 120 Km/h.
4. Quando se aproxima um fósforo em chamas de um recipiente contendo CO2, este apaga. Entretanto, se uma fita
de magnésio em chamas é introduzida no mesmo ambiente ela continuará a queimar por algum tempo. Interprete
através de equações químicas este fenômeno.
5. Compare e explique a reatividade dos metais alcalinos em água e álcool. Mostre as equações químicas
envolvidas no processo.
6.Utilize a tabela de raios iônicos para prever a geometria dos compostos: CaCl2, TiO2, SrCl2 e NaCl.
7.Observe os arranjos dos íons I e II:
Ions / Raios iônicos
Ca2+ 114 Sr2+ 132 Cl- 167
Ti2+ 100 Na+ 116 O2- 122
+
_
_
r
+
_
_
r
I
II
2
a) Calcule a constante de Madelung para os arranjos de íons I e II?
b) Considerando os valores das constantes de Madelung encontradas no ítem anterior, qual dos arranjos de íons
será mais estável? Justifique sua resposta. Desconsidere a energia de repulsão envolvida na equação matemática
da energia total.
8. Considere as espécies CO2, e ClO4-.
a) Escreva as estruturas de Lewis para estas espécies quimicas e de ressonância para o dióxido de carbono?
b) Qual destes íons apresenta uma expansão de octeto no átomo central? Justifique a sua resposta.
9. Calcule a energia de rede para o CaF (n = 8) supondo que o mesmo tenha a estrutura cristalina do NaCl (r = 2,83 x
10-10 m; A = 1,74756) na qual o NC é igual a 6 para estes íons. Compare com o valor da energia de rede do CaF2 (-
2520 Kj mol-1). Com base nos valores encontrados, seria possível isolar o CaF? Justifique a sua resposta.
10. Qual o produto de reação entre o gás cloro e o cobre metálico? Escreva a equação química correspondente.
Como você classificaria esta reação?
11. Em geral, os pontos de fusão de compostos covalentes são menores do que aqueles de compostos iônicos.
Entretanto, o diamante, um composto covalente, funde a 3700o C? Qual a explicação para esta discrepância?
12. No ponto de fusão da água observa-se água no estado líquido bem como no estado sólido. Como explicar o fato
do gelo ter uma densidade menor em relação à água a 0o C ?
13. A produção do silano envolve a reação entre o siliceto de magnésio com o ácido clorídrico segundo a equação:
Mg2Si + 4HCl  SiH4 + 2MgCl2. O silano reage com o oxigênio produzindo dióxido de silício e água,
espontaneamente, ao contrário dos hidrocarbonetos.
a) Escreva a equação de combustão do metano e do silano.
b) Considerando a reatividade do silano e do metano, o que se pode esperar da força da ligação Si-H em
comparação com uma ligação C-H? Justifique a sua resposta.
14. Considere os compostos: CO2, CO e CO3-2.
a) Determine a geometria molecular, baseado no modelo da repulsão de pares de elétrons de valência, para o CO,
CO2 e CO3-2. Mostre o procedimento!!!
b) Qual é a ordem de ligação entre os átomos de carbono e oxigênio nestes compostos. Justifique a sua resposta.
c) Coloque os compostos em ordem crescente da força de ligação. Justifique a sua resposta.
d) Com base nas estruturas (encontradas no item a), qual a hibridização do átomo de carbono nestes compostos.
15. Faça as estruturas de ressonância para o íon SO4-2. Qual é a ordem da ligação SO neste íon? Justifique a sua
resposta.
16. Coloque os átomos de carbono(C), nitrogênio (N) e oxigênio (O) em ordem crescente de energia de ionização e
afinidade eletrônica. Justifique a sua resposta.
17. Dê um exemplo no qual a regra de Hund é utilizada para explicar as diferenças de energia de ionização entre os
elementos da Tabela Periódica.
18. Sugira estruturas geométricas para o XeF4 e o ICl4
-. Faça os desenhos correspondentes, preveja e discuta
possíveis desvios nos ângulos de ligação.
19. Discuta a ligação iônica, e como ela influencia as propriedades dos materiais.
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20. Quais são as características químicas de um par iônico? e, de um sólido iônico?
21. Um técnico em Química deseja separar um composto iônico de uma solução aquosa (Cte dielétrica da água =
81,7). No laboratório havia três solventes: álcool etílico, piridina e benzeno.
Solventes Cte dielétrica Solubilidade em água
Alccol Etílico 24,0 solúvel
Benzeno 2,3 insolúvel
Piridina 12,3 solúvel
Qual destes solventes seria mais apropriado para separar o material iônico? Justifique a sua resposta.
22. Considere a célula unitária do CsCl.
a) qual o número de coordenação do átomo central.
b) Quantos átomos existem por célula unitária do material
23. Sólidos iônicos e covalentes diferem bastante em suas propriedades, por exemplo, ponto de fusão,
condutividade etc. Estas diferenças são atribuídas à natureza das ligações químicas nestes compostos.
a) Quais são as características das ligações iônicas em comparação com as covalentes?
b) Porque os pontos de fusão de compostos covalentes são, em geral, menores do que aqueles dos compostos
iônicos?
24. Considere os sais, AgCl e o NaCl. O Primeiro é parcialmente solúvel em água e o segundo totalmente solúvel em
água. Discuta a diferença de solubilidade para estes compostos em água, preveja a solubilidade destes materiais
em álcool etílico absoluto e, explique as possíveis diferenças de solubilidade.
25. As moléculas de CO2 e SO2 são moléculas triatômicas. Entretanto, a temperatura de ebulição do SO2 é elevada
em relação à de sublimação do CO2. A que este fato pode ser atribuído?
26. Considere as espécies: FI5, IF5 e XeBr4.
a) Determine as estruturas geométricas para estes compostos. Mostre os cálculos!!.
b) Preveja os ângulos das ligações nos compostos FI5, IF5 e XeBr4?
27. Dois compostos iônicos de formula geral MX e MX2 apresentam o mesmo valor da constante de Madelung igual
a 1,5. Entretanto, os valores das energias de rede (U), desconsiderando a energia de repulsão, para os cristais
destes compostos são diferentes. U de MX é a metade de U de MX2. Baseado neste fato qual deverá ser o estado
de oxidação do metal M nestes dois compostos? Mostre os cálculos!!
28. A reação entre carbonato de cálcio e ácido clorídrico produz dióxido de carbono (CO2) e água. Ao borbulhar
este gás em um béquer contendo uma solução saturada de hidróxido de cálcio ocorre a precipitação de um
material branco.
a) Escreva as equações químicas envolvidas em cada etapa deste experimento.
b) O pH da mistura final, após o borbulhar de dióxido de carbono no béquer, é menor ou maior que 7. Explique
mediante equações químicas.
29. Defina uma solução saturada.
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30. Um técnico de laboratório encontrou uma barra metálica não identificada. Só havia duas possibilidades, ou era
de chumbo (Pb) ou era de cádmio (Cd). Para decidir preparou quatro soluções aquosas de: Cu2+, Ca2+, Zn2+ e Ni2+.
Mergulhou a barra em cada uma das soluções e verificou que a barra era de cádmio. Utilize os dados da tabela
abaixo para explicar como o técnico chegou à essa conclusão.
Reação do eletrodo o (V) Reação do eletrodo o (V)
Ca2+(aq) + 2e-  Ca(s) - 2,76Cu2+(aq) + 2e-  Cu(s) + 0,34
Cd2+(aq) + 2e-  Cd(s) - 0,40 Pb2+(aq) + 2e-  Pb(s) - 0,13
Zn2+(aq) + 2e-  Zn(s) - 0,76 Ni2+(aq) + 2e-  Ni(s) - 0,25
Dados
;
RH = 2,178719 x 10-18 J c = 2,998 x 108 m s-1
En = -RH(1/n2) c = 
E = h h = 6,626176 x 10-34 J Hz-1 (cte de Planck)
 = h/mv
e = 1,602 x 10-19 C
AZ+Z e2
4r
_
+
rn
BEtotal = U = AZ
+Z e2
4r
_
N 1
n
_1( )