Lista de Exercícios 1 -INTERAÇÕES ATÔMICAS E MOLECULARES NOS MATERIAIS

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 CIÊNCIA DOS MATERIAIS Profa. Ester Rieder 
 
INTERAÇÕES ATÔMICAS E MOLECULARES NOS MATERIAIS 
E CONCEITOS FUNDAMENTAIS 
 
LIGAÇÕES QUÍMICAS 
 
Uma ligação química forma-se entre dois átomos se o arranjo resultante de seus dois núcleos e seus elétrons tem 
energia mais baixa que a energia total dos átomos separados. Se a energia mais baixa pode ser atingida pela 
transferência completa de um ou mais elétrons de um átomo para outro, formam-se íons e o composto é mantido 
pela atração entre esses íons. A esta atração denomina-se ligação iônica. Se o abaixamento de energia pode ser 
atingido pelo compartilhamento de elétrons, os átomos unem-se através de uma ligação covalente, formando-se 
moléculas discretas. 
LIGAÇÕES IÔNICAS 
Um sólido iônico é um conjunto de cátions e ânions empacotados em 
um arranjo regular. No caso do cloreto de sódio, os íons sódio 
alternam-se com os íons cloreto, e um grande número de íons 
opostamente carregados é alinhado nas três dimensões. 
A energia requerida para a formação de ligações iônicas é fornecida, em 
sua maior parte, pela atração coulômbica entre íons de cargas opostas; o 
modelo iônico é uma boa descrição para a ligação entre não-metais e 
metais, particularmente para os metais do bloco s. 
- Íons empilham-se em estruturas cristalinas regulares. 
- Sólidos iônicos possuem tipicamente altos pontos de fusão e 
ebulição, e são quebradiços. 
 
LIGAÇÕES COVALENTES 
Os elementos não-metálicos não formam cátions monoatômicos 
caracteristicamente, porque suas energias de ionização são muito 
altas. 
 
 
 
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COMPARANDO LIGAÇÕES IÔNICAS E COVALENTES 
As ligações iônica e covalente são dois modelos extremos da ligação química. A maioria das ligações reais fica em 
algum lugar entre puramente iônica e puramente covalente. Quando as ligações entre não-metais são descritas, a 
ligação covalente é um bom modelo. Quando um metal e não-metal estão presentes, a ligação iônica é um bom 
modelo para a maioria dos compostos simples. 
Corrigindo o Modelo Covalente: Eletronegatividade 
Como o cloro tem afinidade eletrônica maior que o hidrogênio, a estrutura com uma carga negativa sobre o 
átomo de Cl tem contribuição maior . Como resultado, há uma pequena carga negativa residual no 
átomo de Cl, e uma pequena carga positiva residual no átomo de H. As cargas nos átomos são denominadas de 
cargas parciais. Mostra-se as cargas parciais sobre os átomos escrevendo 
+H Cl - . Uma ligação em que 
contribuições iônicas para a ressonância resultam em cargas parciais é denominada de ligação covalente polar. As 
ligações em moléculas diatômicas homonucleares são não polares. 
Os dois átomos em uma ligação covalente polar formam um dipolo 
elétrico, uma carga parcial positiva próxima a uma igual carga parcial 
negativa. Um dipolo é representado por uma seta que aponta para a 
carga parcial positiva. 
Não existe uma linha divisória imediata e clara entre as ligações covalente e iônica. Entretanto, uma boa regra diz 
que, se há uma diferença de eletronegatividade de cerca de 2 unidades, isto significa que um grande caráter 
iônico está presente em uma ligação, e é melhor considerar a ligação como iônica. Para diferenças de 
eletronegatividade menores que 1,5, uma descrição covalente da ligação é provavelmente razoavelmente segura. 
Por exemplo, a eletronegatividade do carbono e o oxigênio são 2,6 e 3,4, respectivamente, resultando em uma 
diferença de eletronegatividade de 1,2 e as ligações C O são consideradas covalentes polares. Entretanto, a 
eletronegatividade do cálcio é 1,3 e, as ligações Ca O, com uma diferença de eletronegatividade de 2,1, são 
consideradas iônicas. 
 
CONCEITOS FUNDAMENTAIS 
 
 
Átomos são contados por mol – 6,022x1023 átomos – este número é chamado de Número de Avogadro. Logo, um 
mol de átomos é o número de Avogadro de átomos, ou seja, 6,022 x 1023 átomos. 
* Por que reunimos os átomos em pacotes? 
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Considerando o oxigênio, seu peso atômico é 16 u.m.a. Se reunirmos um grupo de 6,022x1023 átomos de oxigênio, 
este grupo terá uma massa de 16,0 g. 
Logo 16 X (u.m.a = 1,661x10-24g) X 6,022x1023 = 16,0 g 
Logo: 1 único átomo de oxigênio : 16 u.m.a (representado na tabela periódica) 
 1 mol de átomos de oxigênio : 16,0 g. 
* Um mol de átomos tem uma massa em gramas numericamente igual à massa atômica. 
 
 Moles de moléculas 
Ex: 1 mol de moléculas de água – 6,022x1023 moléculas de água. 
A massa de um mol de moléculas é a massa em gramas que é numericamente igual à massa molecular. 
 
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LISTA DE EXERCÍCIOS 1 – LIGAÇÕES QUÍMICAS E CONCEITOS FUNDAMENTAIS 
1. O cloreto de sódio (NaCl), o pentano (C5H12) e álcool comum (CH3CH2OH) têm suas estruturas constituídas, 
respectivamente, por ligações: 
a) iônicas, covalentes e covalentes 
b) covalentes, covalentes e covalentes 
c) iônicas, covalentes e iônicas 
d) covalentes, iônicas e iônicas 
e) iônicas, iônicas e iônicas 
2. Considere o elemento cloro formando compostos com, respectivamente, hidrogênio, carbono, sódio e 
cálcio. (Consulte a tabela periódica.). Com quais desses elementos o cloro forma compostos covalentes? 
3. As unidades constituintes dos sólidos: óxido de magnésio (MgO), iodo (I2) e platina (Pt) são, 
respectivamente: 
a) átomos, íons e moléculas; 
b) íons, átomos e moléculas; 
c) íons, moléculas e átomos 
d) moléculas, átomos e íons; 
e) moléculas, íons e átomos. 
4. O selênio e o enxofre pertencem à família 16 da tabela periódica. Sendo assim, o seleneto e o sulfeto de 
hidrogênio são representados, respectivamente pelas fórmulas: 
a) HSe e HS 
b) H2Se e HS 
c) HSe e H2S 
d) H2Se e H2S 
e) H3Se e H3S 
5. Na ligação entre átomos dos elementos químicos P e Ca, forma-se o composto de fórmula: 
a) CaP 
b) Ca3P 
c) CaP3 
d) Ca2P3 
e)Ca3P2 
6. Em relação à combinação de 1 mol de átomos de fluor com 1 mol de átomos de hidrogênio, pode-se 
afirmar que: 
a) a ligação iônica é predominante. 
b) formam-se moléculas apolares. 
c) cada átomo de fluor liga-se a dois átomos de hidrogênio. 
d) predomina a ligação covalente polar. 
e) formam-se 2 mols de moléculas. 
7. Dados os compostos: 
I - Cloreto de sódio 
II - Brometo de hidrogênio 
III – Dióxido de carbono 
IV - Metanol 
V - Fe2O3 
apresentam ligações covalentes os compostos: 
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a) I e V 
b) III e V 
c) II, IV e V 
d) II, III e IV 
e) II, III, IV e V 
8. Assinale a alternativa que apresenta substâncias que contêm apenas ligações covalentes. 
a) H2O, C(diamante), Ag e LiH 
b) O2, NaCl, NH3 e H2O 
c) CO2, SO2, H2O e Na2O 
d) C(diamante), Cl2, NH3 e CO2 
e) C(diamante), O2, Ag e KCl 
9. Considere os seguintes compostos do enxofre: 
I. SO3 - um dos poluentes responsáveis pela formação da "chuva ácida". 
II. Na2SO4 - utilizado na obtenção de papel sulfite. 
III. ZnS - componentes da blenda, minério de zinco. 
Em relação ao tipo de ligação química que essas substâncias apresentam, é correto afirmar que: 
A) são todas moleculares. 
B) são todas iônicas. 
C) I e II são moleculares e III é iônica. 
D) I é iônica e II e III são moleculares. 
E) I é molecular e II e III são iônicas. 
10. As propriedades exibidas por um certo material podem ser explicadas pelo tipo de ligação química 
presente entre suas unidades formadoras. Em uma análise laboratorial, um químico identificou para um 
certo material as seguintes propriedades: 
• Alta temperatura de fusão e ebulição 
• Boa condutividade elétrica em solução aquosa 
• Mau condutor de eletricidade no estado sólido 
A partir das propriedades exibidas por esse material, o tipo de ligação predominante no mesmo é: 
a) metálica 
b) covalente 
d) iônica 
11. A curva mostra a variação da energia potencial Ep em função da distância entre os átomos, durante a 
formação da molécula H2 a partir de dois átomos de hidrogênio, inicialmente a uma distância infinita um 
do outro. 
Em relação àsinformações obtidas da análise 
do gráfico, assinale a afirmativa FALSA. 
a) A energia potencial diminui na formação da 
ligação química. 
b) A quebra da ligação H-H consome 458 
kJ/mol. 
c) O comprimento de ligação da molécula H2 é 
de 7,40 x 10-11m. 
d) Os átomos separados por uma distância 
infinita se atraem mutuamente. 
 
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12. Uma amostra de gás nitrogênio possui 4,63x1022 átomos de N. A quantos moles de átomos de N isto 
corresponde? R: 7,69x10-2 
13. Quantos átomos de ferro estão presentes em 1,00x10-4 mol de átomos de ferro? R: 6,02x1019 
14. Determine o número de moles de átomos de Cu em 3,05 g de cobre. R: 4,80x10-2 
15. Determine a massa de 4,98x10-6 moles de átomos de cobre. R: 3,16x10-4 g 
16. Quantos átomos estão presentes em um pedaço de enxofre com massa de 10,0 g ? R: 1,88x1023 
17. Determine a massa de 8,46x1024 átomos de flúor. R: 267 g 
18. Quantos moles de átomos de Li, C e O estão presentes em 4,31x10-2 moles de Li2CO3? 
 R: 8,62x10-2 moles de Li; 4,31x10-2 moles de C; 1,29x10-1 moles de O