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Universidade Federal do Rio de Janeiro Instituto de Química Departamento de Química Inorgânica Disciplina: Química Geral I – IQG 111 1) Escreva a estrutura de Lewis de: (a) CCl4; (b) CCl2O; (c) ONF; (d) NF3; (e) cloreto de amônio; (f) fosfeto de potássio; (g) hipoclorito de sódio. C Cl Cl Cl Cl C ClCl O O N F N FF F N HH H H Cl - 3 K + P 3- Na+ Cl O - 2) O naftaleno tem fórmula C10H8. É similar ao benzeno, mas tem dois anéis de seis membros que compartilham uma ligação C-C. A conectividade é mostrada abaixo. Complete a estrutura desenhando as ligações múltiplas que satisfaçam a regra do octeto para cada átomo de carbono. Estruturas de ressonância são possíveis. Desenhem tantas quantas você possa encontrar. H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H 3) Selecione de cada um dos seguintes pares de estruturas de Lewis, aquela que é mais favorável para fazer a contribuição dominante para o híbrido de ressonância. Explique a sua seleção. a) F Xe F F Xe F b) C OO C OO (a) As cargas formais em Xe e F são 0 na primeira estrutura; na segunda estrutura, Xe tem -1, um F é igual a 0 e outro F é igual a +1. A primeira estrutura é favorecida pelas cargas formais. (b) Na primeira estrutura, todos os átomos têm cargas formais 0; na segunda, um oxigênio tem uma carga formal de +1 e outro de -1. A primeira estrutura é preferida. 4) Escreva a estrutura de Lewis e dê o número de pares isolados sobre o xenônio, o átomo central, dos seguintes compostos: (a) XeOF2; (b) XeF4; (c) XeOF4. Xe FF O 2 pares isolados XeF F F F Xe O F F F F 2 pares isolados 1 pares isolados 5) Para cada par, determine qual composto tem ligações com maior caráter iônico: (a) HCl ou HI; (b) CH4 ou CF4; (c) CO2 ou CS2. (a) HCl; (b) CF4; (c) CO2. 6) Nitrogênio, fósforo, oxigênio e enxofre existem como N2, P4 tetraédrico, O2 e moléculas cíclicas de S8. Racionalize em termos das habilidades dos átomos de formar diferentes tipos de ligações. Tanto P como S tem um átomo grande que é menos capaz de formar ligações múltiplas com outro átomo do mesmo tipo, diferente dos átomos pequenos N e O. Todas as ligações em P4 e S8 são ligações simples, enquanto que N2 tem uma ligação tripla e O2 uma ligação dupla. 7) (a) Qual é a forma da molécula de clorofórmio, CHCl3? (b) Quantos ângulos de ligação H-C-Cl diferentes existem nesta molécula? (c) Quais os valores esperados para os ângulos da ligação H-C-Cl? (a) tetraédrica; (b) uma; (c) 109,5o. 8) (a) Qual é a forma do íon nitrônio, NO2+? (b) Qual é o ângulo de ligação O-N-O? (a) linear; (b) 180o. 9) (a) Qual é a forma do íon carbonato, CO32-? (b) Quantos ângulos diferentes O-C-O existem nesta molécula? (c) Quais são os valores esperados para os ângulos O-C-O? (a) trigonal planar; (b) uma; (c) 120o. 10) Utilizando as estruturas de Lewis e a teoria RPECV, preveja a forma de cada uma das seguintes espécies: (a) tetracloreto de enxofre; (b) tricloreto de iodo; (c) IF4 -; (d) trióxido de xenônio. Dê a designação AXnEm do modelo RPECV em cada caso. Desenhe as formas estruturais. (a) gangorra, AX4E; (b) forma T, AX3E2; (c) quadrado planar, AX4E2; (d) pirâmide trigonal, AX3E. 11) Preveja a forma molecular e os ângulos de ligação para cada um dos seguintes casos: (a) I3-; (b) IF3; (c) IO4 -; (d) TeF6. Dê a designação AXnEm do modelo RPECV em cada caso. Desenhe as formas estruturais. (a) linear, 180o, AX2E3; (b) forma T, duas a 90 o e uma a 180o, AX3E2; (c) tetraédrica, 109,5 o, AX4; (d) octaédrica, 90o e 180o, AX6. 12) Escreva as estruturas de Lewis e a fórmula RPECV, indicando a forma, e preveja aproximadamente os ângulos de ligação para (a) CF3Cl; (b) GaI3; (c) XeOF4; (d) CH3 -. Dê a designação AXnEm do modelo RPECV em cada caso. (a) tetraédrica, todos os ângulos de ligação = 109,5o, AX4; (b) trigonal planar, ângulos de ligação de aproximadamente 120o, AX3; (c) pirâmide quadrada, O-Xe-F com ângulos de 90 o e F-Xe-F com ângulos de 90o e 180o, AX5E; (d) pirâmide trigonal, ângulos um pouco menores que 109,5 o, AX3E. 13) Escreva as estruturas de Lewis e preveja se as seguintes moléculas são polares ou apolares (não polares): (a) CH2Cl2; (b) CCl4; (c) CS2; (d) SF4. As moléculas (a) e (d) serão polares e (b) e (c) serão apolares. 14) Muitas moléculas orgânicas são apolares ou fracamente polares. Preveja se as seguintes moléculas se comportam como polares ou apolares: (a) C6H6 (benzeno); (b) CH3OH (metanol); (c) H2CO (formaldeído, utilizado em soluções aquosas para preservar espécies biológicas). (a) apolar; (b) polar; (c) polar. 15) Dê as orientações relativas dos seguintes orbitais: (a) sp3; (b) sp; (c) sp3d2; (d) sp2. (a) 109,5o; (b) 180o; (c) 90o e 180o; (d) 120o. 16) As orientações relativas das ligações ao átomo central de uma molécula que não possui pares isolados de elétrons podem ser qualquer uma das listadas a seguir. Qual é a hibridização dos orbitais utilizadas por cada átomo central para seus pares de ligação: (a) tetraédrica; (b) bipirâmide trigonal; (c) octaédrica; (d) linear? 17) Dê a hibridização do átomo em negrito das seguintes moléculas: (a) SF4; (b) BCl3; (c) NH3; (d) (CH3)2Be. Dica: pares isolados ocupam orbitais híbridos de maneira muito similar aos elétrons ligantes. (a) sp3d; (b) sp2; (c) sp3; (d) sp. 18) Identifique os tipos de forças intermoleculares que possam surgir entre as moléculas das seguintes substâncias: (a) Cl2; (b) HCl; (c) C6H6; (d) C6H5Cl. (a) Forças de London; (b) forças dipolo-dipolo, forças de London; (c) forças de London; (d) forças dipolo-dipolo, forças de London. 19) Para quais das seguintes moléculas as interações dipolo-dipolo serão importantes: (a) CH4; (b) CH3Cl; (c) CH2Cl2, (d) CHCl3, (e) CCl4. (b), (c) e (d). 20) Quais das seguintes moléculas provavelmente formam ligações de hidrogênio: (a) HF; (b) CH4; (c) NH3; (d) CH3OH. (a); (c); (d). 21) Sugira, dando razões, qual substância, em cada par, tem provavelmente tem o ponto de fusão mais alto (as estruturas de Lewis poderão ajudar em seus argumentos): (a) C2H5OC2H5 (éter dietílico) ou C4H9OH (butanol); (b) HF ou HCl; (c) H2O ou CH3OH. (a) Butanol, pois a ligação de hidrogênio está presente somente no butanol. (b) HF, a ligação de hidrogênio está presente em HF, mas não significativamente em HCl. (c) H2O, tem a ligação de hidrogênio mais forte.