Gabarito Lista 2 - Química Fundamental

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO 
INSTITUTO DE QUÍMICA 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL 
 
Professor Doutor Leonardo da Cunha Ferreira 
 
Gabarito da Lista 2 
 
Questão 1:Todos os elementos do grupo 1 terão configuração de valência ns1. Ao 
perderem um elétron passam a ter configuração de gás nobre. Exemplo: Na: [Ne]3s1, 
Na+: [Ne]; K:[Ar]4s1, K+: [Ar]. Sendo assim, a segunda energia de ionização precisará 
remover um elétron de uma camada fechada estável, logo irá requerer muita energia. 
 
Questão 2: Ao ganharem um elétron, os elementos do grupo 14 ficam com um 
subnível semi-preenchido de configuração estável. Já os elementos do grupo 15, ao 
ganharem um elétron perdem a configuração de subnível semi-preenchido. 
 
Questão 3: Sn: Zef=15,65 Mo:Zef=2,95 I: Zef =7,8 V:Zef=3,3 
 
Questão 4: A Eletronegatividade de um elemento é o poder de um átomo do elemento 
de atrair elétrons quando ele faz parte de um composto. Se um átomo tem uma forte 
tendência de adquirir elétrons(numa ligação química), ele é dito ser altamente 
eletronegativo(como os elementos próximos ao flúor). Se ele tem a tendência de 
perder elétrons(como os metais alcalinos), ele é dito ser eletropositivo. O pressuposto 
da escala de eletronegatividade de Pauling é baseado nas energias de ligações 
químicas(ver slides). O pressuposto da escala de Mulliken está relacionado às energias 
de ionização e afinidades eletrônicas(ver slides). Já o de Allred-Rochow é baseado na 
carga nuclear efetiva e raio atômico(ver slides). 
Questão 5: A resposta virá dos valores de ∆ꭓ e ꭓmédio. Logo, temos 
 
AB: ∆ꭓ = 0,5 e ꭓmédio=3,55; 
AD: ∆ꭓ = 2,5 e ꭓmédio=2,55 
BC: ∆ꭓ = 0,5 e ꭓmédio=3,05 
AC: ∆ꭓ = 1,0 e ꭓmédio=3,3 
 
Os compostos AB e BC apresentam a mesma diferença de eletronegatividade, porém 
os valores de ꭓmédio são diferentes. Logo, ambos cairão na região covalente do 
triângulo, mas pelo fato do composto AB apresentar ꭓmédio=3,55 ele estará mais 
próximo do canto direito do triângulo e o composto BC um pouco mais próximo da 
região metálica(ambos são covalentes!). O composto AD é o que apresenta o maior 
valor de ∆ꭓ=2,5 e ꭓmédio=2,55 e será o composto mais iônico. O composto AC 
apresenta valores intermediários. Logo a ordem, do mais iônico ao mais covalente, 
seria: AD, AC, BC e AB. 
 
Questão 6: Usem o mesmo raciocínio da questão anterior e localizem os compostos no 
triângulo de Ketelaar. 
 
Questão 7: 
A) GeCl3-: 26 elétrons no total; cada átomo de cloro fará uma ligação simples com o 
átomo de germânio. Distribuam os elétrons para os átomos de cloro(cada um terá 6 
elétrons isolados) e o átomo de germânio terá um par isolado. 
B) FCO2-: 24 elétrons no total; O átomo de carbono é o átomo central e está fazendo 
uma dupla ligação com um dos oxigênios e uma simples com o outro oxigênio. A 
ligação entre flúor e carbono é simples. 
C) CO32-: 24 elétrons no total. Este exemplo foi resolvido em sala. 
D)AlCl4-: 32 elétrons no total. Alumínio como átomo central e 4 ligações simples. 
Completem o octeto para os átomos de cloro. 
E)FNO: Contem os elétrons! 
 
Os compostos que apresentam estruturas de ressonância são o carbonato e o FCO2-. 
Movam a dupla ligação do oxigênio. 
 
Questão 8: Isto está bem explicado nos slides. 
Questão 9: 
: A terceira estrura é a mais provável. Façam o 
cálculo de carga formal para os átomos nas 3 estruturas. 
 
Esta á a estrutura mais provável. Porém, é 
possível desenhar uma estrutura primária que não seria hipervalente, mas os valores 
das cargas formais decidirão pela estrutura mostrada acima. 
 
 Esta é a estrutura mais provável do perclorato. Façam as outras 
estruturas possíveis atribuindo as cargas formais nos átomos para cada estrutura. 
 
Questão 10: Resolvidas em sala de aula! 
 
Questão 11: XeF4: Quadrado plano (AX4E2) PCl5: Bipirâmide trigonal (AX5) 
BrF3: T distorcido (AX3E2) BF4-: Tetraédrica (AX4) ICl4-: Quadrado Plano (AX4E2) 
 
Questão 12: PCl4+ tetraédrico (32 elétrons no total) e PCl6- octaédrico (48 elétrons no 
total) 
 
Questões 13 e 14: Os slides contém as respostas bem explicadas. 
 
Questão 15: CH3, CH2F, CHF2 e CF3 
Não é possível calcular valores confiáveis de eletronegatividades para grupos! O que 
observamos aqui é que quanto mais átomos de flúor estiverem presentes, mais 
eletronegativo será o grupo. 
 
Questão 16: Explicado nos slides e em sala de aula! 
SiH4: Apolar (momento de dipolo igual a zero; função da geometria) 
H2S: Polar (momento de dipolo diferente de zero; caso semelhante ao da água) 
NF3: Polar (momento de dipolo diferente de zero; vejam os slides) 
PCl5: Apolar(momento de dipolo igual a zero; função da geometria) 
SO3: Apolar(momento de dipolo igual a zero; função da geometria) 
 
Em todos os casos as ligações são dipolares, ou covalentes polares(há diferença de 
eletronegatividade entre os átomos), porém é a forma final da molécula que indicará o 
momento de dipolo). 
 
Questão 17: Explicado nos slides! 
 
Questão 18: O Estado de Oxidação, ω, é um parâmetro obtido ao se exagerar o 
caráter iônico da ligação. Pode ser visto como sendo a carga que um átomo teria se um 
elemento mais eletronegativo na ligação adquirisse os dois elétrons da ligação 
completamente. Logo, o oxigênio na molécula de OF2 estará ligado a um elemento 
mais eletronegativo, flúor, e terá então um número de oxidação positivo, +2. 
- 
Questão 19: I3- (AX2E3; 22 elétrons no total). A molécula terá um arranjo linear dos 
átomos(os 3 pares de elétrons isolados se localizarão no plano equatorial). A 
geometria, ou forma, final será linear. 
 
Questão 20: Leiam os slides. A resposta reside no papel da repulsão gerada pela 
presença de pares isolados nas moléculas de água e amônia. 
 
Questão 21: Esta questão está muito bem explicada nos slides. 
 
Questão 22: XeF5- (44 elétrons no total; AX5E2). Os átomos de F estarão arranjados 
num plano pentagonal. A forma final da molécula será pentagonal plana, com os dois 
pares isolados nas posições axiais. Vejam os slides. 
 
Questão 23: SeCl62- e TeCl62- (AX6E1; 50 elétrons no total para ambos) 
 
Nestes dois compostos temos 7 regiões de densidades eletrônicas (6 ligações simples e 
um par isolado no átomo central). Porém, os átomos estão arranjados tal como numa 
geometria octaédrica. Pares isolados que não influenciam na forma final da molécula 
são ditos esteoquimicamente inertes. 
 
Questão 24: Explicado nos slides! 
 
Questão 25: Na curva de energia potencial molecular do H2 observa-se a variação da 
energia potencial pela distância entre os núcleos. A energia decresce à medida que os 
átomos se aproximam(em função de forças de atração) e atinge seu valor mais baixo 
quando os átomos estão ligados. Se aproximarmos mais os núcleos(diminuirmos r) as 
forças de repulsão elevarão a energia do sistema. 
 
Questão 26: A ligação sigma, função de uma sobreposição frontal de orbitais, possui 
simetria cilíndrica em torno do eixo internuclear. 
 
Questão 27: Explicado nos slides e explicado diversas vezes em sala de aula. 
Desenhem os orbitais com suas repectivas ampitudes(sinais) e sobreponha-os. 
 
Questão 28: Façam as sobreposições, ou interferências construtivas, entre os orbitais 
atômicos que farão as ligações nos compostos citados. A TRPECV e a TLV conseguem 
prever as formas das 3 moléculas, porém nenhuma das teorias consegue prever 
corretamente os ângulos de ligação nas moléculas de água e amônia(ambas 
conseguem para a molécula de N2). A TRPECV consegue prever diferenças entre 
ângulos de ligação nas moléculas de água e amônia, em função do papel dos paresisolados. 
 
Questão 29: Pela TLV o carbono seria divalente. Foram introduzidos os conceitos de 
promoção e hibridização. Leiam os slides! 
 
Questão 30: Porque prevê 3 tipos de ligações iguais(H1s-C2p) e uma distinta(H1s-C2s) 
na molécula de metano, ao passo que todas as 4 ligações apresentam as mesmas 
características experimentais. 
 
Questão 31: Leiam os slides! O papel das interferências de funções de onda é crucial! 
A dita mistura de orbitais atômicos é em termos quânticos um resultado de 
interferências construtivas e destrutivas entre os orbitais atômicos. 
 
Questão 32: Uma característica da hibridização é que o orbital híbrido tem 
pronunciado caráter direcional, no sentido de que há um aumento da amplitude na 
região internuclear. Este caráter direcional surge da interferência construtiva entre os 
orbitais s e os lóbulos positivos dos orbitais p. 
Como resultado do aumento de amplitude na região internuclear, a força da ligação é 
maior em comparação a orbitais s e p sozinhos. 
 
Questão 33: Desenhos nos slides. 
 
Questão 34: Desenhos feitos em sala de aula e presentes nos slides. 
 
Questão 35: sp3. Dois orbitais híbridos conterão os pares isolados e dois orbitais 
híbridos, cada um com um elétron desemparelhado, farão as ligações sigma com os 
átomos de hidrogênio. Vejam as figuras nos slides. 
 
Questão 36: sp3. Vejam as figuras nos slides. 
 
Questão 37: sp3d2 (SF6) e sp3d (PCl5) 
 
Questão 38: É de se esperar que na molécula de nitrito as ligações tenham um maior 
caráter de dupla ligação (duas estruturas de ressonância) em relação ao nitrato (3 
estruturas de ressonância). 
 
Questão 39: a) sp3 b) dsp2 c)sp3d2 
 
Questão 40: 
 Este seria o híbrido de ressonância para o oxalato. Desenhem as 
estruturas contribuintes para o híbrido de ressonância. 
 
 Este seria o híbrido de ressonância para o acetato. Desenhem 
as estruturas contribuintes. 
 
 
 
 
 
Estas seriam as estruturas contribuintes para o híbrido de ressonância da azida.