Prova de Inorgânica - Teoria das ligações e compostos de coordenação

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UNIVERSIDADE CATÓLICA DO SALVADOR
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
DISCIPLINA QUÍMICA INORGÂNICA
Alunas: Amanda Carmo Santos e Kely Marciele Figueredo Ferreira.
II unidade – 01/06/20
1) Encontre o número de oxidação dos metais em cada um dos compostos a
seguir:
a) K3[Co(CN)6] => Nox Co = +3
b) [Co(NH3)4Cl2]Cl => Nox Co = +9
c) [Mn(NH3)6]S0 => Nox Mn = +4
d) K2[Ni(CN)4 => Nox Ni = +2
2) Os raios atômicos dos metais de transição do período 5 (segunda série) são
normalmente maiores que os dos metais de transição do período 4 (primeira
série). Ao analisarmos os raios atômicos dos metais de transição do período 6
(terceira série), observamos que são próximos dos metais do período 5 e
menores que o esperado. A que fato se deve essa observação. Veja o gráfico
abaixo:
Resp.: A diferença entre os raios atômicos da segunda e da terceira série está
relacionado à inserção dos lantanídeos (elementos de transição interna),
aumentando ainda mais a camada de blindagem, fazendo com que os
elementos dessas séries possuam tamanhos parecidos.
3) Sobre a equação: [Fe(H2O)6]2+(aq) + Cl- (aq) [FeCl(H2O)5]+(aq) + (H2O)(l).
Quais espécies agem como ácido e base Lewis? Justifique
Resp.: Essa é uma reação de substituição entre as bases de Lewis. O Fe+
resultante é o ácido de Lewis, pois está recebendo um elétron do Cl e o
Cl(H2O)5 é a base de Lewis, por que está doando um elétron.
4) O trifluoreto de bora é um gás incolor e muito tóxico, sua molécula tem
geometria plana
a) Qual o tipo de hibridização do átomo de boro?
Resp.: Essa geometria é característica da hibridização sp2.
b) A partir da distribuição eletrônica do boro descreva a formação dos
orbitais híbridos
Resp.: Segundo a distribuição eletrônica: 1s2 2s2 2p1, na hibridização sp2, os
orbitais 2s, 2px e 2py se interpenetram, originando os três orbitais híbridos. Os
elétrons que ocupavam os orbitais de origem passam a ocupar os orbitais
híbridos, sendo distribuídos de maneira igual já que o nível de energia é o
mesmo. O 2pz não faz parte da hibridização.
c) Desenhe a molécula do BF3 e classifique a ligação em sigma e pi.
Resp.:
5) Desenhe um diagrama de níveis de energia dos orbitais moleculares e
determine a ordem da ligação esperada para a) Li2; b) Li2+ e c) Li2-. Identifique
se cada espécie tem caráter paramagnético ou diamagnético.
Resp.:
6) Explique os tipos de hibridização apresentados pelo carbono nas moléculas
de etano, eteno e etino.
Resp.:
● Etano: 2 carbonos, ligações simples. As ligações C-H são feitas entre
um orbital s do hidrogênio e um orbital sp3 do carbono. Ligações
sigma(s-sp3).
● Eteno: 2 carbonos, faz uma ligação dupla. Com dois carbonos fazem
ligação dupla, faz-se primeiro a ligação simples (sigma) e depois fazem
a segunda ligação (pi). Os carbonos só vão hibridar três orbitais,
formando orbitais sp². Ligações C-H são feitas entre um orbital s do
hidrogênio e um orbital sp2 do carbono. Ligações sigma(s-sp²).
● Etino: 2 carbonos, faz uma ligação tripla. Os carbonos precisam destinar
dois orbitais p puros para ligações pi, logo, só vão hibridizar um orbital s
e um p, formando dois orbitais sp. Ligações C-H são feitas entre um
orbital s e um sp do carbono. Ligações sigma (s-sp). Entre os carbonos,
tem-se ligações sigma(sp), entre os orbitais (sp) dos carbonos e duas
ligações pi.
7) Por que é esperado que a ligação sigma formada pela sobreposição de
orbitais híbridos sp seja mais forte que a ligação com hibridização sp3.
Resp.: Na hibridação sp² o átomo usa um orbital s e dois p, e na hibridação
sp3, usa um orbital s e três p. Se colocarmos dois orbitais s, não existe nenhum
ponto onde a probabilidade de encontrar o elétron seja nula, isso acaba
tornando a ligação mais forte, porque se a probabilidade de encontrar o elétron
for nula, os núcleos ficam expostos um ao outro. Já no orbital p, isso não
acontece, porque há um nó no centro. Assim, ao aproximar dois átomos
fazendo com que seus orbitais p interajam, há um ponto onde não existe
chance do elétron estar, fazendo com que a ligação se enfraqueça. Por isso,
ligações com maior caráter s tendem a ser mais fortes que as outras.
8) Usando a teoria de orbitais moleculares pré diga quais das seguintes
moléculas diatômicas (Be, B, Li) serão estáveis, justifique sua resposta.
Resp.: De acordo com a Teoria do Orbital Molecular (TOM), quanto maior a
ordem de ligação, mais estável é a molécula ou íon. A molécula Be2 não é
estável, pois a sua ordem de ligação é igual a 0, indicando que existe o mesmo
número de elétrons nos orbitais moleculares ligantes e anti-ligantes. Já o B2 e o
Li2 são estáveis, por que possuem ordem de ligação igual a 1, indicando que
têm mais elétrons nos orbitais moleculares ligantes.
9) Quais são as similaridades e as diferenças entre orbitais atômicos e orbitais
moleculares?
Resp.: Orbital atômico: Região onde ocorre uma grande probabilidade de
encontrar um elétron em um átomo é conhecida como orbital atômico; Uma
nuvem de elétrons leva à formação de orbitais atômicos ao redor do átomo; O
núcleo único afeta a nuvem de elétrons; Os orbitais atômicos são
monocêntricos porque são encontrados em torno de um único núcleo.
Orbital molecular: Região onde há maior probabilidade de encontrar um elétron
em uma molécula é conhecida como orbital molecular; Ao ocorrer a fusão de
orbitais atômicos que tem quase a mesma energia, ela tende à formação de
orbitais moleculares; Em orbitais moleculares, dois ou mais núcleos afetam a
nuvem de elétrons; Orbitais moleculares são encontrados em torno de
diferentes núcleos. Portanto, eles são policêntricos.
10) Se dois orbitais p de um átomo se combinam com dois orbitais p de outro,
quantos OMs serão formados? Explique.
Resp.: Quatro orbitais moleculares são formados quando dois orbitais p de um
átomo se combinam com os dois orbitais p do outro átomo. Dois são orbitais
moleculares de ligação e os outros dois são orbitais moleculares anti-ligação.