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CONEXÃO 1 Aprofundamento Química Professor Bruna Picoli – Ligações Químicas 1. (Ita 2019) Considere as configurações eletrônicas do estado fundamental dos átomos X, Y e Z pertencentes ao segundo período da tabela periódica: 2 3X : ns np 2 4Y : ns np 2 5Z : ns np Com base nas estruturas de Lewis, sejam feitas as seguintes afirmações sobre íons e moléculas formados por esses átomos: I. A ordem das energias de ligação das moléculas diatômicas homonucleares é 2 2 2X Y Z . II. O cátion XY+ tem maior distância interatômica de equilíbrio do que o ânion XY .− III. As moléculas triatômicas 2YZ e 3Y têm geometria angular. IV. As moléculas 2 2X Y e 2 2Y Z apresentam ligações duplas. Das afirmações acima, estão CORRETAS apenas a) I e III. b) I e IV. c) II e III. d) II, III e IV. e) II e IV. 2. (Fuvest 2019) A reação de água com ácido clorídrico produz o ânion cloreto e o cátion hidrônio. A estrutura que representa corretamente o cátion hidrônio é a) b) c) d) e) TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Considere a imagem, que apresenta algumas peças de um quebra-cabeça de cátions e ânions, para responder à(s) questão(ões): 3. (G1 - cps 2019) Unindo as peças do quebra-cabeça de cátions e ânions, o aluno pode concluir, corretamente, que o cloreto de bário apresenta a fórmula a) BaC . b) 2BaC . c) C Ba. d) 2C Ba . e) 2 2Ba C . 4. (Enem PPL 2018) A radiação na região do infravermelho interage com a oscilação do campo elétrico gerada pelo movimento vibracional de átomo de uma ligação química. Quanto mais fortes forem as ligações e mais leves os átomos envolvidos, maior será a energia e, portanto, maior a frequência da radiação no infravermelho associada à vibração da ligação química. A estrutura da molécula 2-amino-6- cianopiridina é mostrada. CONEXÃO 2 A ligação química dessa molécula, envolvendo átomos diferentes do hidrogênio, que absorve a radiação no infravermelho com maior frequência é: a) C C− b) C N− c) C C= d) C N= e) C N 5. (Mackenzie 2018) Assinale (V) para verdadeiro e (F) para falso, para as afirmações abaixo. ( ) Os metais apresentam alta condutividade elétrica, mas baixa condutividade térmica. ( ) O bronze é uma liga formada por cobre e estanho. ( ) Compostos iônicos conduzem corrente elétrica em meio aquoso e quando fundidos. ( ) A ligação covalente ocorre entre metais e não metais. O KBr é um exemplo. ( ) O dióxido de carbono é uma molécula apolar, mas que possui ligações covalentes polares. A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo é a) F, F, V, F e V. b) F, V, V, F e V. c) V, F, V, F e V. d) F, F, V, F e F. e) V, V, F, V e F. 6. (Enem 2018) O grafeno é uma forma alotrópica do carbono constituído por uma folha planar (arranjo bidimensional) de átomos de carbono compactados e com a espessura de apenas um átomo. Sua estrutura é hexagonal, conforme a figura. Nesse arranjo, os átomos de carbono possuem hibridação a) sp de geometria linear. b) 2sp de geometria trigonal planar. c) 3sp alternados com carbonos com hibridação sp de geometria linear. d) 3sp d de geometria planar. e) 3 2sp d com geometria hexagonal planar. 7. (Unesp 2018) Analise o gráfico que mostra a variação da eletronegatividade em função do número atômico. Devem unir-se entre si por ligação iônica os elementos de números atômicos a) 17 e 35. b) 69 e 70. c) 17 e 57. d) 15 e 16. e) 12 e 20. 8. (Unesp 2018) A alpaca é uma liga metálica constituída por cobre (61%), zinco (20%) e níquel (19%). Essa liga é conhecida como “metal branco” ou “liga branca”, razão pela qual muitas pessoas a confundem com a prata. A tabela fornece as densidades dos metais citados. CONEXÃO 3 Metal Densidade 3(g cm ) Ag 10,5 Cu 8,9 Ni 8,9 Zn 7,1 a) A alpaca é uma mistura homogênea ou heterogênea? Que característica da estrutura metálica explica o fato de essa liga ser condutora de corrente elétrica? b) A determinação da densidade pode ser utilizada para se saber se um anel é de prata ou de alpaca? Justifique sua resposta apenas por meio da comparação de valores, sem recorrer a cálculos. 9. (Fac. Albert Einstein - Medicin 2017) A temperatura de fusão de compostos iônicos está relacionada à energia reticular, ou seja, à intensidade da atração entre cátions e ânions na estrutura do retículo cristalino iônico. A força de atração entre cargas elétricas opostas depende do produto das cargas e da distância entre elas. De modo geral, quanto maior o produto entre os módulos das cargas elétricas dos íons e menores as distâncias entre os seus núcleos, maior a energia reticular. Considere os seguintes pares de substâncias iônicas: I. 2MgF e MgO II. KF e CaO III. LiF e KBr As substâncias que apresentam a maior temperatura de fusão nos grupos I, II e III são, respectivamente, a) MgO, CaO e LiF. b) 2MgF , KF e KBr. c) MgO, KF e LiF. d) 2MgF , CaO e KBr. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Leia o texto para responder à(s) questão(ões) a seguir. Cinco amigos estavam estudando para a prova de Química e decidiram fazer um jogo com os elementos da Tabela Periódica: - cada participante selecionou um isótopo dos elementos da Tabela Periódica e anotou sua escolha em um cartão de papel; - os jogadores Fernanda, Gabriela, Júlia, Paulo e Pedro decidiram que o vencedor seria aquele que apresentasse o cartão contendo o isótopo com o maior número de nêutrons. Os cartões foram, então, mostrados pelos jogadores. 56 16 40 7 35 26 8 20 3 17 PedroFernanda Gabriela Júlia Paulo Fe O Ca Li C 10. (Fatec 2017) A ligação química que ocorre na combinação entre os isótopos apresentados por Júlia e Pedro é a) iônica, e a fórmula do composto formado é CaC . b) iônica, e a fórmula do composto formado é 2CaC . c) covalente, e a fórmula do composto formado é C Ca. d) covalente, e a fórmula do composto formado é 2Ca C . e) covalente, e a fórmula do composto formado é 2CaC . 11. (Unicid - Medicina 2016) Considere a reação: 2 4(aq) 2(aq) 4(s) (aq)H SO BaC BaSO 2 HC+ → + a) Escreva a fórmula estrutural do ácido sulfúrico e indique o tipo de ligação que forma essa substância. b) Calcule a massa de sal, em g, cuja massa molar é 233 g mol, formado quando uma alíquota de 10 mL de uma solução de cloreto de bário 12 g 100 mL reage completamente com uma solução aquosa de ácido sulfúrico. CONEXÃO 4 12. (Fuvest 2016) Existem vários modelos para explicar as diferentes propriedades das substâncias químicas, em termos de suas estruturas submicroscópicas. Considere os seguintes modelos: I. moléculas se movendo livremente; II. íons positivos imersos em um “mar” de elétrons deslocalizados; III. íons positivos e negativos formando uma grande rede cristalina tridimensional. Assinale a alternativa que apresenta substâncias que exemplificam, respectivamente, cada um desses modelos. I II III a) gás nitrogênio ferro sólido cloreto de sódio sólido b) água líquida iodo sólido cloreto de sódio sólido c) gás nitrogênio cloreto de sódio sólido iodo sólido d) água líquida ferro sólido diamante sólido e) gás metano água líquida diamante sólido 13. (Espcex (Aman) 2016) Compostos iônicos são aqueles que apresentam ligação iônica. A ligação iônica é a ligação entre íons positivos e negativos, unidos por forças de atração eletrostática. (Texto adaptado de: Usberco, João e Salvador,Edgard, Química: química geral, vol 1, pág 225, Saraiva, 2009). Sobre as propriedades e características de compostos iônicos são feitas as seguintes afirmativas: I. apresentam brilho metálico. II. apresentam elevadas temperaturas de fusão e ebulição. III. apresentam boa condutibilidade elétrica quando em solução aquosa. IV. são sólidos nas condições ambiente (25 C e 1atm). V. são pouco solúveis em solventes polares como a água. Das afirmativas apresentadas estão corretas apenas a) II, IV e V. b) II, III e IV. c) I, III e V. d) I, IV e V. e) I, II e III. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Leia o texto para responder à(s) questão(ões). A história do seriado Breaking Bad gira em torno de um professor de Química do ensino médio, com uma esposa grávida e um filho adolescente que sofre de paralisia cerebral. Quando é diagnosticado com câncer, ele abraça uma vida de crimes, produzindo e vendendo metanfetaminas. O uso de drogas pode desestabilizar totalmente a vida de uma pessoa, gerando consequências devastadoras e permanentes. Muitas vezes, toda a família é afetada. As metanfetaminas são substâncias relacionadas quimicamente com as anfetaminas e são um potente estimulante que afeta o sistema nervoso central. (http://tinyurl.com/pffwfe6. Acesso em: 13.06.2014. Adaptado) 14. (Fatec 2015) Considere os elementos químicos e seus respectivos números atômicos, representados na figura. CONEXÃO 5 Esses elementos podem formar o composto a) molecular, BaBr. b) molecular, 2BaBr . c) iônico, BaBr. d) iônico, 2BaBr . e) iônico, 2Ba Br. Gabarito: Resposta da questão 1: [A] Considerando as configurações eletrônicas do estado fundamental dos átomos X, Y e Z pertencentes ao segundo período da tabela periódica, tem-se: = = = = = 2 3 2 2 3 2 4 2 2 2 5 Camada de valência 4 Camada de valência X : 2s p X N : 1s 2s p (nitrogênio; número de próto n 2 (segun ns 7) Y : 2s p Y O : 1s 2s p (oxigênio; número de prótons 8) Z : 2 d s do perío o) 2 2 2 2 2p = =5 Camada de valênci 2 2 a Z F : 1s 2s p (flúor; número de prótons 9)2 Observação: resoluções feitas, de acordo com o enunciado, ou seja, com base exclusivamente, nas estruturas de Lewis montadas a partir das camadas de valência e na memorização de que se ( ) ( ) ( )d d d , = − então, ligação tripla ligação dupla ligação simplesE E E . [I] Correta. Utilizando as fórmulas eletrônicas, vem: CONEXÃO 6 Camada de valência Ca l 2 2 3 2 mada de va ênci 2 a 3 N : 1s 2s p N 2 : 1s 2s p2 (ligação tripla) 4 Camada de valência 4 Camada de valên 2 c 2 2 i 2 a O : 1s 2s p O 2 : 1s 2s p2 (ligação dupla) 5 Camada de valência 5 Camada de valên 2 c 2 2 i 2 a F : 1s 2s p F 2 : 1s 2s p2 (ligação simples) = ligação tripla ligação dupla ligação simples ligação tripla ligação dupla ligação simples X X Y Y Z Conclusã d d d E E E E E : E o 2 2 2Z X Y Z E E E . [II] Incorreta. Como X N= e Y O,= o cátion XY+ é (NO) .+ + 3 Camada de valência 3 Camada de va 2 l 2 ênc a 2 i 2N : 1s 2s p O 2 : 1s 2s p2 (ligação tripla) − 3 Camada de valência 5 Camada de va 2 l 2 ênc a 2 i 2N : 1s 2s p O 2 : 1s 2s p2 (ligação dupla) Conclusão: ( ) ( )d N O d N O .+ − = Observação teórica: as resoluções dos itens [I] e [II] podem ser feitas utilizando-se a teoria dos orbitais (o que não foi pedido no enunciado), observe a seguir. CONEXÃO 7 [I] Correta. Teoria envolvida: os diagramas de energia de orbitais moleculares são construídos a partir de resultados experimentais (via espectroscopia fotoelétrica no UV) ou a partir de cálculos teóricos. Considerando: orbital ligante ;σ orbital antiligante * ;σ orbital ligante ;π orbital antiligante * .π número de elétrons ligantes número de elétrons antiligantes Ordem de ligação . 2 − = Teremos: Camada de valência Ca l 2 2 3 2 mada de va ênci 2 a 3 N : 1s 2s p N 2 : 1s 2s p2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) * * * 2 2 22 2 2 2 2 x y z o N : 1s 1s 2s 2s 2p 2p 2p 2 2 2 2 2 2 2 10 4 Ordem de ligação 3 (ligação tripla) 2 2 Comprimento de ligação 1,10 A Informações adicionais Energia de ligação 225 kcal mol σ σ σ σ π π σ = + + + + − + − = = = = = 4 Camada de valência 4 Camada de valên 2 c 2 2 i 2 a O : 1s 2s p O 2 : 1s 2s p2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) * * * * * 2 2 1 122 2 2 2 2 z x y x y o O : 1s 1s 2s 2s 2p 2p 2p 2p 2p 2 2 2 2 2 2 2 1 1 10 6 Ordem de ligação 2 (ligação dupla) 2 2 Comprimento de ligação 1,21 A Informações adicio Energia de ligação 118 kcal mol σ σ σ σ σ π π π π = = + + + + − + + + − = = = = = nais O valor mais baixo de ordem de ligação na molécula 2O (2) em relação à molécula 2N (3) tem a ver com o fato da molécula 2O ter uma energia de ligação menor e uma distância de ligação maior que a molécula 2N . CONEXÃO 8 5 Camada de valência 5 Camada de valên 2 c 2 2 i 2 a F : 1s 2s p F 2 : 1s 2s p2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) * * * * * 2 2 2 222 2 2 2 2 z x y x y o F : 1s 1s 2s 2s 2p 2p 2p 2p 2p 2 2 2 2 2 2 2 2 2 10 8 Ordem de ligação 1 (ligação simples) 2 2 Comprimento de ligação 1,44 A Informações adici Energia de ligação 37 kcal mol σ σ σ σ σ π π π π = = + + + + − + + + − = = = = = onais O valor mais baixo de ordem de ligação na molécula 2F (1) em relação à molécula 2O (2) tem a ver com o fato da molécula 2F ter uma energia de ligação menor e uma distância de ligação maior que a molécula 2O . Conclusão: ligação tripla ligação dupla ligação simples X X Y Y Z E E E E E E = 2 2 2Z X Y Z E E E . [II] Incorreta. Como X N= e Y O,= o cátion XY+ é ( )NO . + + + 2 2 2 2 2 2 2 32 Camada de Camada de valência valência 4 3 Camada de Camada de valência va ênci 2 l a u N : 1s 2s p N : 1s 2s p O : 1s 2s p O : 1s 2s 2 p 2 o 2 2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) * * * 2 2 22 2 2 2 z x yNO : 1s 1s 2s 2s 2p 2p 2p 2 2 2 2 2 2 2 10 4 Ordem de ligação 3 (ligação tripla) 2 2 σ σ σ σ σ π π+ = + + + + − + − = = = − 3 Camada de valência 5 Camada de va 2 l 2 ênc a 2 i 2N : 1s 2s p O 2 : 1s 2s p2 CONEXÃO 9 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) * * * * * 2 2 1 122 2 2 2 z x y x yNO : 1s 1s 2s 2s 2p 2p 2p 2p 2p 2 2 2 2 2 2 2 1 1 10 6 Ordem de ligação 2 (ligação dupla) 2 2 σ σ σ σ σ π π π π− = = + + + + − + + + − = = = Como a ordem de ligação do cátion +NO (3) é maior do que a ordem de ligação do ânion −NO (2), conclui-se que o cátion +NO tem distância interatômica de equilíbrio menor do que o ânion NO .− Conclusão: ( ) ( )d N O d N O .+ − = [III] Correta. As moléculas triatômicas ( )2 2YZ OF e ( )3 3Y O têm geometria angular. 4 Camada de valência 5 Camada de valên 2 c 2 2 i 2 a O : 1s 2s p F 2 : 1s 2s p2 4 Camada de valên 2 2 cia O : 1s 2s p2 [IV] Incorreta. A molécula ( )2 2 2 2X Y N O apresenta duas ligações duplas e uma ligação simples. A molécula ( )2 2 2 2Y Z O F apresenta três ligações simples. 3 Camada de valência 4 Camada de valên 2 c 2 2 i 2 a N : 1s 2s p O 2 : 1s 2s p2 ( )2 2N O 4 Camada de valência 5 Camada de valên 2 c 2 2 i 2 a O : 1s 2s p F 2 : 1s 2s p2 ( )2 2O F Resposta da questão 2: [A] 2 3HC H O H O C + −+ ⎯⎯→ +CONEXÃO 10 O cátion hidrônio 3(H O ) + pode ser representado por: Resposta da questão 3: [B] 2 2 Cloreto de bário : Ba C C BaC .+ − − Resposta da questão 4: [E] A ligação química dessa molécula, envolvendo átomos diferentes do hidrogênio (C e N), que absorve a radiação no infravermelho com maior frequência é C N, pois se trata da ligação mais forte (uma ligação sigma e duas ligações pi entre o carbono e o nitrogênio). Resposta da questão 5: [B] [F] Os metais apresentam alta condutividade elétrica e alta condutividade térmica. [V] O bronze é uma liga formada por cobre ( )Cu e estanho ( )Sn . [V] Compostos iônicos conduzem corrente elétrica em meio aquoso e quando fundidos, pois, nestes dois casos, apresentam íons livres. [F] KBr é um exemplo de composto iônico ( )K Br .+ − [V] O dióxido de carbono é uma molécula apolar, mas que possui ligações covalentes polares. Resposta da questão 6: [B] No arranjo fornecido cada átomo de carbono apresenta três nuvens eletrônicas ao seu redor e é planar. CONEXÃO 11 Ou seja, em volta de cada carbono, tem-se a seguinte estrutura: Resposta da questão 7: [C] Devem unir-se por ligação iônica, preferencialmente, elementos que apresentem a maior diferença de eletronegatividade. Neste caso os elementos com Z 17 e Z 57.= = CONEXÃO 12 Resposta da questão 8: a) A alpaca é uma mistura homogênea, pois pode formar uma liga eutética. A característica da estrutura metálica que explica o fato de essa liga ser condutora de corrente elétrica é a existências de elétrons livres dentro da rede cristalina, ou seja, ocorre ligação metálica. b) Sim. Justificativa: o cobre é o metal em maior porcentagem presente na alpaca (61%), como sua densidade ( )38,9 g cm é menor do que a densidade da prata ( )310,5 g cm e os outros metais não apresentam densidade superior a 38,9 g cm , conclui-se que a determinação da densidade pode ser utilizada para se saber se um anel é de prata ou de alpaca. Resposta da questão 9: [A] Como a energia reticular é diretamente proporcional ao produto dos módulos das cargas dos íons e inversamente proporcional às distâncias entre os núcleos, assim, os produto dos módulos das cargas: 2 Produto dos módulos das cargas MgF : 2 1 2 Grupo I MgO : 2 2 4 KF: 1 1 1 Grupo I CaO : 2 2 4 = = = = Como flúor e oxigênio pertencem ao mesmo período e potássio e cálcio também, eles apresentam o mesmo número de camadas eletrônicas e a diferença entre seus raios é muito pequena, então, irão apresentar as maiores temperaturas de fusão em seus respectivos grupos, de acordo com os cálculos acima: o MgO e o CaO. Produto dos módulos das cargas LiF : 1 1 1 Grupo III KBr : 1 1 1 = = CONEXÃO 13 Para o grupo III, o brometo de potássio apresentam raio maior que o fluoreto de lítio, pois, a distância entre os núcleos será menor no LiF e este composto apresenta maior temperatura de fusão. Resposta da questão 10: [B] 40 35 20 17 PedroJúlia Ca C O cálcio pertence ao 2º grupo da Tabela Periódica, perdendo 2e− para ficar estável e o cloro pertence ao grupo 17 da Tabela, necessita de 1e− para ficar estável, assim a junção desses elementos irá formar um composto iônico de fórmula: 2 2Ca C CaC + − = Resposta da questão 11: a) Ligação covalente normal e coordenada: b) Teremos: 2 4 2 4H SO BaC BaSO 2HC 10mL 233g / mol 12g / 100mL m ? 12g + → + = 100mL xg 2 10mL x 1,2g 1 mol de BaC = 208g x 3 1,2g x 5,77 10 mol−= Na proporção 1:1, assim será formada a mesma quantidade de sal. 41 mol de BaSO 3 233g 5,77 10 mol− x x 1,34g= Resposta da questão 12: [A] Análise dos modelos: [I] Moléculas se movendo livremente: estado gasoso. [II] Íons positivos imersos em um “mar” de elétrons deslocalizados: ligação metálica. CONEXÃO 14 [III] Íons positivos e negativos formando uma grande rede cristalina tridimensional: ligação iônica. Conclusão: [I] Gás nitrogênio 2(N ). [II] Ferro sólido (Fe). [III] Cloreto de sódio sólido (NaC ). Resposta da questão 13: [B] [I] Incorreta. Não apresentam brilho metálico. [II] Correta. Apresentam elevadas temperaturas de fusão e ebulição devido às forças eletrostáticas. [III] Correta. Apresentam boa condutibilidade elétrica quando em solução aquosa ou fundidos. [IV] Correta. São sólidos nas condições ambiente (25 C e 1atm). [V] Incorreta. São solúveis em solventes polares como a água, sendo que esta solubilidade pode variar muito. Resposta da questão 14: [D] Os elementos bromo (Br) e bário (Ba) podem formar o composto iônico 2BaBr . 2 2 6 2 6 2 10 6 2 10 6 2 56 2 2 2 6 2 6 2 10 6 2 10 6 56 2 22 2 6 2 6 2 10 5 35 2 2 6 2 6 2 10 6 35 Ba : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s Ba : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p Ba Br Br (BaBr ) Br : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p Br : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p + + − − −
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