ATV2 - Ligações Químicas

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Questão 1 (2,0)
Escreva as estruturas eletrônicas de Lewis para as espécies abaixo. Quando mais do
que uma estrutura for possível, defina as cargas formais e selecione a estrutura de
ressonância com maior probabilidade de fornecer a melhor descrição da espécie.
(a) GeCl3-
(b) FCO2-
(c) CO32-
(d) AlCl4-
(e) FNO
Questão 2 (0,5)
Quatro elementos arbitrariamente rotulados com A, B, C e D apresentam os seguintes
valores de eletronegatividade segundo a escala de Pauling: 3,5; 3,1; 2,6, e 1,1.
Coloque os seguintes compostos AB, AD, BD e AC em ordem decrescente de caráter
iônico.
Calculando as diferenças de eletronegatividade de cada composto temos:
AB=0,4
AD=2,4
BD=2,0
AC=0,9
Logo a ordem decrescente será: AD>BD>AC>AB
Questão 3 (0,5)
Qual é a relação entre a ordem de ligação, o comprimento de ligação e a energia de
ligação? Use as moléculas C2H6, C2H4 e C2H2 como exemplos.
A ordem de ligação entre dois átomos corresponde ao número de pares eletrônicos
ligantes que asseguram a ligação entre eles. Por exemplo, na molécula de etano
(C2H6), a ligação entre os dois átomos de carbono é assegurada por uma ligação
simples, ou seja, 1 par eletrônico. É esses par eletrónicos que contribuem
fundamentalmente para a formação da ligação carbono-carbono. Diz-se que a
ordem da ligação é 1. Na molécula de eteno (C2H4), a ligação entre carbonos é
feita por uma ligação dupla, ou seja, 2 pares eletrônicos. Pela definição de ordem
de ligação, uma ligação covalente simples é de ordem um, uma ligação covalente
dupla é de ordem dois e uma ligação covalente tripla (etino) é de ordem três.
Quanto maior for a ordem de ligação, maior será a energia de ligação e
consequentemente menor será o comprimento de ligação.
Questão 4 (1,5)
O íon sulfamato, H2NSO3-, pode ser considerado como formado a partir da
ligação do íon amida, NH2-, ao trióxido de enxofre, SO3.
(a) Qual o arranjo e a geometria molecular do íon amida e do trióxido de
enxofre? Quais as hibridizações dos átomos de N e S nessas moléculas?
NH2- : Arranjo angular, Geometria tetraédrica. Nitrogênio apresenta hibridização
sp3
SO3 : Arranjo e Geometria trigonal plana, Hibridização sp2
(b) Desenhe a estrutura para o íon sulfamato e estime os ângulos de ligação.
A: levemente menor que 109,5º
B e C aproximadamente 109,5º
(c) Quais alterações na hibridização você espera para N e S após a formação
do íon?
Não espera-se mudança na hibridização do para o Nitrogênio, permanece com
hibridização sp3. Entretanto o Enxofre passa de sp2 para sp3;
Questão 5 (1,0)
Especifique o arranjo e a geometria molecular para cada átomo sublinhado na
seguinte lista. Descreva o conjunto de orbitais híbridos utilizados pelo átomo
sublinhado em cada um das moléculas ou íon.
(a) CSe2 : Arranjo e geometria linear. hibridização sp
(b) SO2 : Arranjo e geometria angular . hibridização sp2
(c) CH2O Arranjo e geometria trigonal plana. hibridização sp2
(d) NH4+ Arranjo e geometria tetraédrica hibridização sp3
Questão 6 (0,5)
Descreva o conjunto de orbitais híbridos utilizados em cada um dos átomos
indicados nas seguintes moléculas.
(a) os átomos de carbono e o átomo de oxigênio no éter dimetílico, CH3OCH3;
Cada carbono com sp3 e o Oxigênio sp
(b) cada átomo de carbono no propeno, C3H6.
os carbonos da ligação dupla apresentam hibridização sp2 enquanto que o carbono
que realiza as 4 ligações simples apresentam hibridização sp3
Questão 7 (1,0)
Para a acrilamida, H2CCHCONH2, responda:
(a) Faça um esboço da estrutura molecular e identifique todos os ângulos das
ligações. Indique quais das ligações carbono-carbono é a mais forte.
A: 120º
B: 109,5
A ligação mais forte será entre os carbonos que fazem ligação dupla C=C
(b) A molécula é polar ou apolar? Justifique.
A molécula é polar pois apresenta uma distribuição assimétrica dos átomos sendo
que uma das partes da molécula possui maior densidade eletrônica, então se trata
de uma molécula polar. A presença do atomo de oxigenio e nitrogenio gera uma
regiões de maior densidade eletrônica ( pois são atomos de maior
eletronegatividade que o carbono)
Questão 8 (1,5)
Responda a cada uma das seguintes questões:
(a) O IF5 é uma molécula polar ou apolar? Justifique
polar. A molécula tem uma estrutura geométrica curvada devido ao par solitário e à
repulsão do par de ligações de acordo com a teoria VSEPR, devido ao qual ocorre
um desequilíbrio na distribuição de carga pela molécula. O flúor é mais
eletronegativo do que o iodo devido ao qual o momento dipolar é gerado, o que
torna o IF5 uma molécula polar. IF5 é uma molécula polar devido à presença de um
único par de elétrons que, devido à repulsão elétron-elétron, resulta em uma
estrutura dobrada. Isso leva a uma distribuição desigual de carga dentro da
molécula e, portanto, a um dipolo permanente
(b) Explique por que o BI3 é triangular plano, enquanto o PI3 é piramidal
trigonal.
Isso acontece pois o boro tem três elétrons em sua última camada, e utiliza esses
elétrons para realizar as três ligações com o Iodo e produzir assim o BI3, dessa
forma, sua geometria molecular será trigonal plana pois o Boro é o átomo central
enquanto que o iodo formam os três vértices. Já no PI3, o Fósforo tem 5 elétrons
em sua camada de valência, sendo assim, ao formar o composto PI3, resta um par
de elétrons livres. Esse par eletrônico, por efeito de repulsão com a nuvem
eletrônica dos átomos de iodo, acabam empurrando os átomos de iodo para baixo
gerando uma geometria molecular semelhante a uma pirâmide de base trigonal.
(c) Considere os hidrocarbonetos cujas estruturas estão mostradas abaixo.
Quais destas moléculas seriam planas (todos os átomos no mesmo plano)?
Explique sua resposta em termos da hibridização de orbitais.