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1 Sumário INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 2 SOBRE O CURSO ................................................................................................................................. 3 SOBRE O AUTOR ................................................................................................................................. 4 MÓDULO 01: MODELOS ATÔMICOS .................................................................................................... 5 MÓDULO 02: MATÉRIA E ENERGIA .................................................................................................... 10 MÓDULO 03: TABELA PERIÓDICA E SUAS PROPRIEDADES ................................................................. 24 MÓDULO 04: LIGAÇÕES QUÍMICAS ................................................................................................... 33 MÓDULO 05: GEOMETRIA MOLECULAR E POLARIDADE ..................................................................... 36 MÓDULO 06: IONIZAÇÃO E DISSOCIAÇÃO ......................................................................................... 46 MÓDULO 07: FUNÇÕES INORGÂNICAS .............................................................................................. 51 2 INTRODUÇÃO Antes de desfrutar dos benefícios que essa apostila pode te dar, seria interessante você ter a noção do impacto que esse material pode ter em sua preparação. Sendo bem claro e direto ao ponto, esse é um conteúdo direcionado ao PISM que você não encontrará gratuitamente em nenhum outro lugar, eu estou literalmente te entregando ouro. Aqui você encontra o esqueleto da prova, o estudo completo das matérias, os itens que um aluno precisa saber ao realizar a prova do PISM. Esse material é único, e foi montado com todo o cuidado do mundo, foi montado pensando nos seus sonhos, em seus objetivos. No entanto, essa apostila não vai te aprovar sozinha. Sabe porquê? Porque você ainda não tem as instruções de uso, as técnicas que são necessárias aplicar, a base sólida. Eu sempre digo que para se construir um arranha-céu é necessário construir vigas resistentes, assim como para ser aprovado no PISM é preciso de construir uma base de estudos resistente. Gosto dessa analogia, ela expressa com clareza o que estou tentando te dizer. Já aprovei dezenas de alunos com a mesma base que estou te apresentando, contudo, não é o material que fez a diferença. Claro, o material ajuda, é único, mas não é determinante. Já vi vários estudantes caírem na armadilha de tentarem pegar um material e resolver tudo por conta própria, bater cabeça para aprender os assuntos e fazer à sua maneira; e afirmo, essa não é a maneira mais fácil de ser aprovado. Muito pelo contrário, a grande maioria tem a virada de chave apenas quando adquirem o suporte completo de uma metodologia de ensino. Isto é, a tutela de um profissional. Isto é o que corta esforços desnecessários e otimiza o tempo de cada aluno. Em toda área é assim, o suporte profissional sempre vai ser bem vindo, e é bem fácil de entender isso. Pensando nisso, estou abrindo as últimas vagas para a minha turma de PISM 1, uma turma direcionada, com suporte completo, matérias de primeira qualidade, contato direto com o whatsapp dos professores e infinitos benefícios. 3 SOBRE O CURSO No nosso curso preparatório para o PISM, vocês terão além de um ensino de muita qualidade: Aulas ao vivo via Google Meet Suporte total dos professores via Whatsapp Cronograma direcionado Simulados TODO mês! Listas de exercícios direcionadas Turma Interativa, na qual seu contato é direto com professores Turmas reduzidas Data de ínicio PISM 1: 14/06 Data de ínicio PISM 2 e 3: 02/08 Aulas de Química, Matemática, Física e Biologia, por apenas 110,00 mensais. É isso, vocês terão aula com ex professores do Coluni, terão acesso ao WhatsApp deles por um preço muito, mas muito baixo! Mas como o curso envolve um acompanhamento, as vagas são absolutamente limitadas!! 4 SOBRE O AUTOR Professor Mathews Krambeck Mathews é formado em Química e possui Mestrado pela UFV, conta com ampla experiência na área. Graças a sua competência já publicou uma dezena de artigos internacionais, reconhecido e aprovado por revistas mundiais. Mas não se engane! Não existe um coração mais mole do que esse! Alçou voos maiores e trabalhou em um dos colégios mais conceituados do país (Cap-Coluni), e teve a oportunidade de agir com os melhores profissionais da nação. Após o período pandêmico do cenário de 2020 se estabelecer no Brasil, foi procurado por alunos para iniciar aulas particulares. Percebeu que o projeto poderia se expandir, devido às grandes dificuldades dos profissionais da área em adaptar o ensino à um novo mundo. Desde então, abriu seu próprio curso, com métodos diferenciados. O processo deu certo, e as dezenas de alunos que foram aprovados com sua tutela não nos deixam mentir, o curso funciona. 5 MÓDULO 01: MODELOS ATÔMICOS A ideia de átomo surge aproximadamente 400 anos antes de Cristo com os filósofos gregos Leucipo e Demócrito. Leucipo Demócrito Segundo eles, por observação da natureza, toda matéria seria formada por partículas muito pequenas indivisíveis. Dai surge o nome átomo. Em grego: A tomus Sem divisão Suas ideias não se propagaram porque outro filósofo, mais influente na época, Aristóteles acreditava na teoria dos 4 elementos: Aristóteles Terra Fogo Água Ar Semente séculos depois, na Inglaterra, as ideias de Leucipo e Demócrito seriam retomadas. John Dalton (1803) Nasceu na Inglaterra, em 1766 e faleceu em 1844. Seu maior legado foi o desenvolvimento da primeira teoria atômica, relacionando seus estudos com os trabalhos de Lavoisier. Seu modelo: É conhecido como “Modelo da bola de bilhar”. O átomo seria uma esfera maciça, indivisível e impenetrável. Não há nenhuma ideia de cargas elétricas Seu modelo foi proposto com base em experimentos científicos e tem como fundamentos os seguintes postulados*: POSTULADOS DE DALTON: I. Toda matéria é formada por átomos. II.Átomos de mesmo elemento são idênticos. III.Compostos são a combinação de dois ou mais átomos diferentes. IV.Reações são rearranjos de átomos. Tudo que forma nosso universo pode ser dividido em uma dessas definições: Postulado*: afirmação ou fato admitido sem necessidade de demonstração. Seu modelo continha falhas e um novo modelo surgiu. J. J. Thomson (1897) Nasceu na Inglaterra, em 1856 e faleceu em 1940. Baseado em experimentos com cargas elétricas, concluiu que o átomo não era uma esfera indivisível, e que os raios catódicos eram, na realidade, os elétrons. Seu modelo: É conhecido como “Pudim de passas”, que considerava que o átomo seria uma esfera de carga elétrica positiva, com elétrons distribuídos, gerando um equilíbrio elétrico. 6 Seu modelo foi proposto com base em experimentos científicos com as Ampolas de Crookes e levaram à descoberta do elétron, derrubando assim a ideia de que o átomo seria uma partícula indivisível. É importante lembrar que Thomson é considerado o descobridor do elétron. Ampolas de Crookes Testando o modelo de Thomson, um novo modelo acabou sendo proposto pelo seu aluno. Ernest Rutherford (1911) Nasceu na Inglaterra, em 1871 e faleceu em 1937. Foi aluno de Thomson e, através de experimentos com finas folhas de ouro, propôs um novo modelo, diferente de seu professor. Seu modelo: É conhecido como “Modelo planetário” O átomo seria formado por um núcleo pequeno, denso e positivo ao redor do qual girariam os elétrons decarga negativa, em algum lugar na eletrosfera. Para propor tal modelo, Rutherford utilizou as conclusões retiradas da observação do Experimento da lâmina de ouro. Observação Conclusão 1. A maior parte das partículas (que são Deve haver um grande espaço vazio no átomo matéria) atravessa a lâmina sem sofrer desvio. por onde as partículas atravessaram: essa parte é a eletrosfera 2. Poucas partículas se chocaram com algo maciço e não atravessaram a lâmina. Há uma parte do átomo que possui massa, porém essa parte é muito pequena. 3. Algumas partículas , que já se sabia que eram positivas, sofreram um desvio significativo em sua trajetória ao atravessar a lâmina. A parte maciça é densa e positiva, uma vez que as partículas , também positivas, sofreram repulsão ao passar próximo do núcleo e acabaram se desviando. Rutherford pode concluir que o núcleo é de 10 mil a 100 mil vezes menor que o átomo (104 a 105 vezes menor). Não conseguindo explicar algumas observações que não se alinhavam com os conceitos do eletromagnetismo, o modelo de Rutherford foi melhorado. Niels Bohr (1913) Nasceu na Dinamarca, em 1875 e faleceu em 1962. Trabalhou com Thomson e Rutherford. Através das análises dos espectros de emissão de luz do átomo de hidrogênio, propôs seu modelo. Seu modelo: Segundo seu modelo, o átomo seria formado por um núcleo pequeno, denso e positivo ao redor do qual girariam os elétrons em níveis de energia quantizados (Essa é a grande sacada de Bohr) POSTULADOS DE BOHR 1. Os elétrons giram ao redor do núcleo em níveis de energia quantizados. 2. Os elétrons não podem ocupar o espaço entre um nível e outro. 3. Quando um elétron absorve energia, ele salta de um nível de energia menor (mais interno) para um de energia maior (mais externo e mais distante do núcleo). 4. Ao retornar para um nível mais interno, emite a energia na forma de luz. Os postulados 3 e 4 dizem respeito ao salto eletrônico ou salto quântico. 7 James Chadwick (1932) Nasceu na Inglaterra, em 1891 e faleceu em 1974. Trabalhou com Rutherford. Através de experimentos com partículas chocando-se contra uma amostra de Berílio, conseguiu provar a existência dos nêutrons. O ÁTOMO QUADRO COMPARATIVO Partícula Carga Massa Representação Próton + 1 1 u 11p Nêutron 0 1 u 01n Elétron – 1 (1/1840) u –10e ou e– PARTÍCULAS FUNDAMENTAIS Para designar as partículas fundamentais do átomo, alguns termos são designados: a. Número atômico (Z): indica a quantidade de prótons que um átomo possui. É o número atômico que caracteriza um elemento químico. Deve ser representado do lado esquerdo na parte inferior do símbolo. Representação: Exemplos: b. Número de massa (A): indica a soma dos prótons e nêutrons que um átomo possui em seu núcleo. Matematicamente: Representação: Exemplos: c. Número de nêutrons (N): indica a quantidade de nêutrons que um átomo possui em seu núcleo. Matematicamente: Exemplos: d. Número de elétrons (e–): indica a quantidade de elétrons que um átomo possui em sua eletrosfera. d1. Para átomos neutros: o número de elétrons é igual ao número atômico. d2. Para íons: Cátion (+) Ânion (–) Perdeu elétron Ganhou elétron prótons (p) 20 prótons (p) 15 elétrons (e–) 18 elétrons (e–) 18 8 EXERCÍCIOS- PISM 1. (Ufjf-pism 1 2019) Segundo os modelos atômicos atuais, os prótons e nêutrons estão localizados no núcleo do átomo, ao qual se deve a maior parte da massa do átomo. Desta forma, podem-se caracterizar os elementos através do número atômico (Z) e do número de massa (A). John Dalton propôs a teoria do modelo atômico em 1808, e muitos de seus postulados mostraram-se bastante realistas em relação ao conhecimento atual sobre a teoria atômica. Entretanto, a existência de isótopos ainda não era conhecida. Assinale a alternativa na qual a afirmação do modelo atômico de Dalton NÃO esteja de acordo com a existência dos isótopos: a) Cada elemento é composto por átomos. b) Todos os átomos de um mesmo elemento são idênticos. c) Nas reações químicas, os átomos não são alterados. d) Os compostos são formados quando átomos de mais de um elemento se combinam. e) Se uma massa fixa de um elemento se combina com massas diferentes de um segundo elemento, estas massas relacionam-se entre si através de números pequenos e inteiros. 2. (Ufjf-pism 1 2018) Analise as observações a seguir relativas a um determinado elemento químico que possui 2 elétrons na camada K e assinale a opção CORRETA: a) O elemento apresenta 2 prótons e 2 elétrons. b) O elemento apresenta o mesmo número de elétrons na camada de valência que os outros elementos do mesmo grupo da Tabela Periódica. c) No período onde se situa o elemento em questão estão presentes sete outros. d) Ao formar ligações químicas, o elemento segue a regra do octeto. e) O elemento apresenta 4 nêutrons em seu núcleo. 3. (Ufjf-pism 1 2017) O dia 5 de novembro de 2015 foi marcado pela maior tragédia ambiental da história do Brasil, devido ao rompimento das barragens de rejeitos, provenientes da extração de minério de ferro na cidade de Mariana/MG. Laudos técnicos preliminares indicam uma possível presença de metais como cromo, manganês, alumínio e ferro no rejeito. Fonte: Disponível em: http://www.ibama.gov.br/phocadownload/notici as_ambientais/laudo_tecnico_preliminar.pdf. Acesso em: 26/out/2016. a) Qual o símbolo químico de cada um dos metais descritos acima? b) Analise a distribuição eletrônica mostrada abaixo. A qual elemento químico presente no rejeito ela pertence? 2 2 6 2 6 2 51s 2s 2p 3s 3p 4s 3d c) O alumínio normalmente é encontrado na natureza no mineral bauxita na forma de óxido de alumínio. O óxido de alumínio é uma substância iônica ou covalente? Escreva sua fórmula molecular. d) O rejeito de mineração representa uma mistura homogênea ou heterogênea? 4. (Ufjf-pism 1 2017) O mercúrio é um elemento químico que apresenta como temperaturas de fusão 38 C− e de ebulição, 357 C. Forma liga metálica facilmente com muitos outros metais, como o ouro ou a prata, produzindo amalgamas. Sobre o mercúrio é correto afirmar que: a) forma uma mistura heterogênea na produção de amalgamas com ouro. b) apresenta 80 elétrons e 80 nêutrons. c) encontra-se no estado líquido na temperatura ambiente (24 C). d) localiza-se no quinto período da tabela periódica. e) apresenta distribuição eletrônica 2 14 10[Xe] 6s 4f 4d . 9 5. (Ufjf-pism 1 2016) Desde a Grécia antiga, filósofos e cientistas vêm levantando hipóteses sobre a constituição da matéria. Demócrito foi uns dos primeiros filósofos a propor que a matéria era constituída por partículas muito pequenas e indivisíveis, as quais chamaram de átomos. A partir de então, vários modelos atômicos foram formulados, à medida que novos e melhores métodos de investigação foram sendo desenvolvidos. A seguir, são apresentadas as representações gráficas de alguns modelos atômicos: Assinale a alternativa que correlaciona o modelo atômico com a sua respectiva representação gráfica. a) I - Thomson, II - Dalton, III - Rutherford-Bohr. b) I - Rutherford-Bohr, II - Thomson, III - Dalton. c) I - Dalton, II - Rutherford-Bohr, III - Thomson. d) I - Dalton, II - Thomson, III - Rutherford-Bohr. e) I - Thomson, II - Rutherford-Bohr, III - Dalton. 6. (Ufjf-pism 1 2016) O nitinol é uma liga metálica incomum, formada pelos metais Ni e Ti, sua principal característica é ser uma liga com memória. Essa liga pode ser suficientemente modificada por ação de alguma força externa e retornar a sua estrutura originalem uma determinada faixa de temperatura, conforme esquema a seguir. a) Escreva o nome e a distribuição eletrônica dos metais presentes no nitinol. b) Dentre os metais usados na produção do nitinol, qual possui maior raio atômico? E qual possui maior potencial de ionização? c) Uma das formas de produção do metal Ni de alta pureza para a confecção de ligas metálicas é a extração de minerais sulfetados, os quais possuem o NiS. Qual o nome do composto NiS? Qual é o tipo de ligação química que ocorre entre seus átomos? d) Cite duas características comuns aos metais. 7. (Ufjf-pism 1 2015) O metal que dá origem ao íon metálico mais abundante no corpo humano tem, no estado fundamental, a seguinte configuração eletrônica: nível 1: completo; nível 2: completo; nível 3: 8 elétrons; nível 4: 2 elétrons Esse metal é denominado: a) ferro (Z 26).= b) silício (Z 14).= c) cálcio (Z 20).= d) magnésio (Z 12).= e) zinco (Z 30).= Gabarito: Resposta da questão 1: [B] Resposta da questão 2: [A] Resposta da questão 4: [C] Resposta da questão 5: [D] Resposta da questão 7: [C] Observação: As respostas das questões abertas estão disponíveis apenas para alunos do nosso curso! 10 MÓDULO 02: MATÉRIA E ENERGIA Tudo que forma nosso universo pode ser dividido em uma dessas definições: Matéria: é tudo que têm massa e ocupa lugar no espaço. Exemplo: tijolo, faca, celular, carro, ar, etc. Energia: é tudo que pode realizar trabalho. Exemplo: eletricidade, calor, som, etc. FASES DE AGREGAÇÃO DA MATÉRIA (Estados Físicos) A matéria pode apresentar-se em 3 fases de agregação (estados físicos) mais comuns: a. Sólido: - forma e volume constantes - baixa energia cinética - partículas muito próximas umas das outras b. Líquido: - forma variável e volume constante - energia cinética maior que no sólido - partículas mais distantes que no sólido c. Gasoso: - forma e volume variáveis - alta energia cinética - partículas muito distantes umas das outras MUDANÇAS DE FASES DE AGREGAÇÃO (Mudanças de Estado Físico) Pela alteração de temperatura e pressão, é possível fazer com que a matéria mude sua fase de agregação. Cada mudança tem um nome característico, conforme a figura a seguir: Observações: I. Vaporização*: pode ocorrer de 3 formas distintas. - Evaporação: A mudança de fase só ocorre com as partículas da superfície do líquido. Exemplo: Água de uma roupa que seca no varal. - Ebulição: Todas as partículas têm energia suficiente para a mudança de fase. Por isso, esse processo ocorre com perturbação do sistema. Exemplo: Água sendo aquecida para fazer café. - Calefação: a mudança de fase é muito rápida, pois o líquido toca uma superfície cuja temperatura está muito acima de sua temperatura de ebulição. Exemplo: um pouco de água na chapa quente. II. Alguns autores consideram a volta da fase gasosa diretamente para a sólida como sendo a ressublimação. III. Existe diferença entre Liquefação e Condensação. Liquefação: termo utilizado quando um gás passa a fase líquida. Condensação: termo utilizado quando um vapor passa a fase líquida. Vapor Gás Espécie na fase gasosa que possui temperatura abaixo da temperatura crítica. Pode passar à fase líquida apenas por compressão (aumento da pressão). Espécie na fase gasosa que possui temperatura acima da temperatura crítica. Só pode passar à fase líquida por compressão e redução da temperatura, simultaneamente. Exemplo: Vapor d’água Exemplo: Gás carbônico PROPRIEDADES DA MATÉRIA Estão dividas em GERAIS e ESPECÍFICAS. a. Propriedades gerais: são aquelas que não são capazes de identificar a matéria; são comuns a todo tipo de matéria. São elas: inércia, elasticidade, divisibilidade, impenetrabilidade, compressibilidade, descontinuidade, massa e extensão (ou volume). b. Propriedades específicas: são aquelas que podem identificar a matéria. Estão divididas em: físicas, químicas, funcionais e organolépticas. 11 Exemplos: Propriedades físicas: ponto de fusão, ponto de ebulição, calor específico, densidade. Propriedades químicas: oxirredução, reatividade, inflamabilidade. Propriedades funcionais: acidez, basicidade. Propriedades organolépticas: cor, brilho, sabor, odor. PROPRIEDADES ESPECÍFICAS FÍSICAS a. PONTO DE FUSÃO: é a temperatura na qual um sistema sofre a passagem da fase sólida para a líquida. Observações: I. é constante para substâncias puras. II. o Ponto de Fusão Normal é aquele medido à pressão de 1 atm (pressão ao nível do mar). b. PONTO DE EBULIÇÃO: é a temperatura na qual um sistema sofre a passagem da fase líquida passa a gasosa. Observações: I. é constante para substâncias puras. II. o Ponto de Ebulição Normal é aquele medido à pressão de 1 atm (pressão ao nível do mar). c. DENSIDADE: trata-se da relação entre a massa e o volume de um sistema. Matematicamente: Observações: I. É muito comum que a massa seja dada em gramas (g) e o volume em mililitros (mL), porém várias outras unidades podem ser utilizadas. II. Quanto maior a densidade de um material, mais massa se encontra em menor volume. III. Em sistemas imiscíveis, os materiais mais densos encontram-se mais ao fundo do sistema. FENÔMENOS DA MATÉRIA A matéria está exposta a dois tipos de fenômenos: a. Físicos: são aqueles que não alteram a natureza da matéria. Exemplos: Amassar uma latinha, quebrar um graveto, riscar um papel. b. Químicos: são aqueles que alteram a natureza da matéria. Exemplos: Queimar uma vela, cozinhar um ovo, digerir um alimento. CONCEITOS FUNDAMENTAIS ÁTOMO: Menor partícula da matéria que mantém as propriedades de determinado elemento. ELEMENTO: Representação de todos os isótopos possíveis de certo tipo de átomo. MOLÉCULA: Conjunto de átomos (iguais ou diferentes) unidos entre si por ligação covalente. SUBSTÂNCIA PURA (ou simplesmente SUBSTÂNCIA): Sistema formado por moléculas IGUAIS. Uma substância pura pode ser dividida em: a. SUBSTÂNCIA pura SIMPLES: é formada por um só elemento químico. Exemplo: H2, Ne, O3, Au, Fe, N2 b. SUBSTÂNCIA pura COMPOSTA: é formada por um dois ou mais elementos químicos. Exemplo: H2O, C2H5OH, FeSO4, N2H4 SISTEMAS Um sistema pode ser formado por uma única substância ou por várias delas. a. SUBSTÂNCIA PURA: é o sistema formado por uma só substância química. Exemplo: um copo com água, um saco de açúcar (C12H22O11). b. MISTURA: é o sistema formado por uma duas ou mais substâncias químicas. Exemplo: um copo com água e sal, um pote com areia e açúcar. Um sistema pode ser classificado de acordo com o número de fases* que o constituem: Sistema homogêneo Sistema heterogêneo Apresenta uma única fase constituinte. Apresenta duas ou mais fases. F: 01 C: 01 F: 02 C: 01 Mistura homogênea Mistura heterogênea 12 Apresenta uma única fase constituinte. Apresenta duas ou mais fases. F: 01 C: 02 F: 02 C: 02 Fase*: é cada porção homogênea de um sistema. Componente: é cada substância que faz parte do sistema. CURVAS DE AQUECIMENTO Aquecendo-se uma amostra, desde a fase sólida até a fase gasosa, podemos definir o sistema como sendo uma substância pura ou mistura, de acordo com as características do gráfico gerado a partir dos dados de temperatura em função do tempo. a. SUBSTÂNCIA PURA: apresenta patamar* de fusão e de ebulição. Patamar*: (região de temperatura constante) b. MISTURA: Não apresenta patamar de fusão e ebulição. Observação: Misturas especiais b1. Mistura eutética: apresenta somente o patamar de fusão. Exemplo: solda de estanho (Sn + Pb) b2. Mistura azeotrópica: apresenta somente o patamar de ebulição. Exemplo: etanol hidratado (96% etanol + 4% água) MÉTODOS DE SEPARAÇÃODE MISTURAS: MISTURAS HETEROGÊNEAS: Sólido – sólido: Catação: Este processo é empregado quando os componentes são bem distintas e podem ser separadas pela mão ou com pinças, como quando escolhemos os feijões para cozinhar. Ventilação: Arraste por corrente de ar de um dos componentes da mistura que seja bem leve. Exemplos: separação das cascas de grãos de café, cereais e amendoim torrado; 13 Levigação: Arraste de sólidos de baixa densidade por meio de correntes de água, permanecendo no recipiente os sólidos de densidade maior. Isso é feito pelos garimpeiros para separar a areia (menos densa) do ouro (mais denso); Separação Magnética: separa os componentes de uma mistura, em que deles é atraído por um ímã, e o outro não. Pode ser utilizado, por exemplo, para separar areia e limalha de ferro. Peneiração ou tamisação: É usada para separar sólidos de diferentes tamanhos, geralmente passando por uma peneira, sendo que os sólidos menores passam por sua malha, sendo separados dos maiores. É muito usada em construções para separar a areia do cascalho e na cozinha quando se quer separar impurezas na farinha de trigo; Dissolução fracionada: É uma técnica ou método de processo de separação para separar misturas heterogêneas de dois ou mais sólidos, quando apenas um dos componentes se dissolve em um dado solvente. Exemplo: Temos uma mistura de sal mais areia e a ela adicionamos água em que somente o sal irá se dissolver. Portanto, temos solução salina mais areia, uma mistura ou sistema heterogêneo, na qual em seguida será feita a filtração sendo a areia retida no papel de filtro. O filtrado, no caso a solução salina, passará por processo de evaporação ou destilação simples, isto é, a água líquida passará para o estado gasoso e o sal permanece no fundo do balão de destilação ou outro recipiente. Flotação: A flotação consiste em adicionar bolhas de ar em uma suspensão coloidal. Por exemplo, na mineração e extração do ferro a partir da hematita (Fe2O3), esta é pulverizada e combinada com óleo, água e detergente. Depois de injetar ar através da mistura, o oxido metálico revestido de óleo é arrastado pelas bolhas de ar com espuma até a superfície. O resíduo não desejado, que é denominado de ganga, deposita-se na parte inferior. Fusão fracionada: A fusão fracionada é um processo usado para separar sólidos cujos pontos de fusão são muito diferentes. Aquecendo-se a mistura, o componente de menor ponto de fusão irá fundir, enquanto os demais estarão sólidos. Sólido – líquido: Decantação: este processo é utilizado quando o componente sólido for mais denso que o líquido da mistura. Essa diferença de densidade faz com que o sólido se deposite no fundo do recipiente, e, após a deposição, escoar-se o líquido. Centrifugação: Processo que acelera a decantação através do uso de aparelhos denominados centrífugas. A separação de glóbulos vermelhos do plasma sanguíneo, por exemplo, é feito com o auxílio de uma centrífuga. Filtração simples: Usa-se um papel de filtro em um funil de 14 filtração comum, então, com a ajuda de um bastão de vidro, a mistura heterogênea é despejada no funil. No papel de filtro ficam retidas apenas as partículas que não estavam dissolvidas na parte líquida. Um exemplo muito comum de filtração realizada no cotidiano é quando preparamos café. O coador retém as partículas sólidas do café e extrai substâncias solúveis no pó de café. Filtração a vácuo: Para filtrações lentas, utiliza-se a filtração a vácuo, que acelera o processo. Esse tipo de filtração é realizado usando-se um funil de Buchner. Coloca-se o papel de filtro sobre os poros do funil de Buchner, que é posto sobre um Kitassato (recipiente de parades espessas e saída lateral) que, por sua vez, é acoplado por uma mangueira a uma trompa de água, que baixa pressão dentro dele. Com isso, a filtração ocorre rapidamente. Sólido – gás Filtração: A filtração simples também é utilizada na separação entre gases e sólidos. Esse processo é muito utilizado nas indústrias, principalmente para evitar o lançamento de partículas sólidas na atmosfera. Os aspiradores de pó são um exemplo cotidiano da utilização da filtração, no qual o sólido é retido (poeira) à medida que o ar é aspirado. Líquido-líquido Decantação: com o auxílio de um funil de decantação, separa líquidos imiscíveis. Após a decantação, abre-se a torneira, deixando passar o líquido mais denso. RESUMÃO Misturas heterogêneas Fracionamento de misturas Sólido-sólido Catação, peneiração, separação magnética, ventilação, levigação, dissolução fracionada, flotação e fusão fracionada Sólido-líquido Filtração e decantação Sólido-gás Filtração e decantação Líquido-líquido Decantação (com funil de decantação) MISTURAS HOMOGÊNEAS: Sólido-líquido Evaporação: Essa técnica é baseada na diferença de pontos de ebulição entre os componentes da mistura. As soluções, são deixadas em repouso ou aquecidas para que o líquido evapore, permanecendo o sólido que possui o ponto de ebulição muito maior. Essa é a técnica utilizada na obtenção de sal de cozinha a partir da água do mar nas salinas. Destilação simples: separa os componentes de misturas sólido-líquido miscíveis. Consiste em aquecer a mistura em um balão de fundo redondo acoplado a um condensador. O líquido, de menor ponto de ebulição, evapora e chega ao condensador, e retorna à fase líquida e é coletado em outro recipiente. Líquido-líquido: 15 Destilação fracionada: separa os componentes de misturas líquido-líquido miscíveis. A diferença é que, antes do condensador, há uma coluna de fracionamento, que só permite que o líquido de menor ponto de ebulição consiga atravessá-la, enquanto os outros sofrem condensação e retornam ao balão de destilação. Gás-Gás Liquefação seguida de destilação fracionada: É usada para separar componentes gasosos através da diminuição da temperatura ou elevação da pressão. Um dos gases torna- se líquido primeiro, passando por posterior destilação fracionada. É uma técnica empregada para separar os componentes do ar. RESUMÃO MISTURAS HOMOGÊNEAS FRACIONAMENTO DE MISTURAS Sólido-líquido Evaporação e destilação simples Líquido- líquido Destilação fracionada s-gás Liquefação e destilação fracionada 16 EXERCÍCIOS- PISM 1. (Ufjf-pism 1 2019) A solda macia (ou solda branca) é uma solda comum à base de uma liga de estanho e chumbo em variadas proporções. Na eletroeletrônica, as soldas são mais usadas em forma de fios, com a liga estanho/chumbo de proporção 60 40, a qual possui ponto de fusão igual a 183 C. Analisando o gráfico abaixo, que mostra o comportamento térmico dessa solda, assinale a afirmativa CORRETA: a) A solda é constituída por substâncias com impurezas e com temperatura de ebulição constante. b) O fenômeno que ocorre na região B é a solidificação, e há três fases em equilíbrio. c) A solda é constituída por uma mistura eutética, pois funde em temperatura constante. d) A solda é constituída por uma mistura azeotrópica, pois funde em temperatura constante. e) Na região D da curva, coexistem as fases líquida e gasosa, e a temperatura permanece constante. 2. (Ufjf-pism 1 2019) Considere uma mistura heterogênea constituída de acetona, água, sal de cozinha, areia, limalha de ferro e óleo. Essa mistura foi submetida ao seguinte esquema de separação: 17 Com relação às técnicas usadas nas operações 1 a 5, assinale a alternativa que contém a sequência correta utilizada na separação dos diferentes componentes da mistura: a) Separação magnética, filtração, decantação, destilação simples e destilação fracionada. b) Levigação, decantação, destilaçãosimples, filtração e destilação fracionada. c) Separação magnética, filtração, destilação fracionada, decantação e destilação simples. d) Levigação, filtração, dissolução, destilação simples e decantação. e) Separação magnética, filtração, decantação, destilação fracionada e destilação simples. 3. (Ufjf-pism 1 2018) Uma mistura de NaC dissolvido em água e azeite, após ser agitada, foi colocada em um funil de extração, como mostra a figura abaixo. Considerando a densidade do azeite à 25 °C, 10,889 g mL− e da solução aquosa de 1NaC 1,0 g mL ,− analise as afirmativas abaixo e marque a opção CORRETA: 18 a) Trata-se de um sistema heterogêneo com duas fases e dois componentes. b) A fase A é a fase que possui maior densidade. c) A fase A é a solução aquosa de NaC . d) O azeite é mais denso que a solução aquosa de NaC . e) Há dois componentes na fase B. 4. (Ufjf-pism 1 2018) Diferentes operações básicas são usadas em laboratórios de pesquisa. Considere os seguintes procedimentos e marque a opção CORRETA: a) Utilizando extração líquido-líquido é possível obter etanol de uma amostra contendo 10% de etanol e 90% de água. b) Para aproveitar a įgua do mar, pode-se usar a destilaēćo simples, separando a įgua do sal. c) Uma mistura homogênea de líquido e sólido pode ser separada através da filtração. d) Numa mistura homogênea de sólidos, a determinação do ponto de fusão não poderia ser usada como indicativo de quantos sólidos diferentes estão presentes na amostra. e) Uma mistura homogênea de líquidos pode ser separada pelo processo de filtração. 5. (Ufjf-pism 1 2017) O dia 5 de novembro de 2015 foi marcado pela maior tragédia ambiental da história do Brasil, devido ao rompimento das barragens de rejeitos, provenientes da extração de minério de ferro na cidade de Mariana/MG. Laudos técnicos preliminares indicam uma possível presença de metais como cromo, manganês, alumínio e ferro no rejeito. Fonte: Disponível em: http://www.ibama.gov.br/phocadownload/noticias_ambientais/laudo_tecnico_preliminar.pdf. Acesso em: 26/out/2016. a) Qual o símbolo químico de cada um dos metais descritos acima? b) Analise a distribuição eletrônica mostrada abaixo. A qual elemento químico presente no rejeito ela pertence? 2 2 6 2 6 2 51s 2s 2p 3s 3p 4s 3d c) O alumínio normalmente é encontrado na natureza no mineral bauxita na forma de óxido de alumínio. O óxido de alumínio é uma substância iônica ou covalente? Escreva sua fórmula molecular. 19 d) O rejeito de mineração representa uma mistura homogênea ou heterogênea? 6. (Ufjf-pism 1 2017) O mercúrio é um elemento químico que apresenta como temperaturas de fusão 38 C− e de ebulição, 357 C. Forma liga metálica facilmente com muitos outros metais, como o ouro ou a prata, produzindo amalgamas. Sobre o mercúrio é correto afirmar que: a) forma uma mistura heterogênea na produção de amalgamas com ouro. b) apresenta 80 elétrons e 80 nêutrons. c) encontra-se no estado líquido na temperatura ambiente (24 C). d) localiza-se no quinto período da tabela periódica. e) apresenta distribuição eletrônica 2 14 10[Xe] 6s 4f 4d . 7. (Ufjf-pism 1 2017) Um estudante realizou um experimento em laboratório para obter cafeína a partir do chá preto. Para isso seguiu as etapas 1 e 2 do esquema abaixo. Assinale a alternativa que contém os nomes dos processos de separação das etapas 1 e 2, respectivamente: a) extração e extração. b) extração e destilação. c) destilação e extração. d) destilação e filtração. e) filtração e destilação. 8. (Ufjf-pism 1 2016) O Brasil, atualmente, vive uma grave crise hídrica. A obtenção de água potável a partir do processo de dessalinização da água do mar é uma possível saída para o problema. Algumas usinas de dessalinização da água do mar já estão em operação no Brasil, a primeira delas foi construída em Fernando de Noronha e as demais estão distribuídas em algumas cidades do Nordeste. Indique o processo de separação mais adequado para a dessalinização da água do mar. a) Filtração. b) Destilação simples. c) Extração. d) Catação. e) Decantação. 20 9. (Ufjf-pism 1 2015) O gráfico abaixo apresenta a variação de temperatura observada ao se aquecer uma substância A, a partir de 25 C, em função do tempo. Assinale a alternativa CORRETA. a) A faixa de temperatura em que a substância permanece sólida é 25 41 C.− b) A substância A não é uma substância pura. c) A temperatura de ebulição da substância A é 41 C. d) A faixa de temperatura em que a substância permanece líquida é 25 182 C.− e) Em 25 C, a substância é um líquido. 10. (Ufjf-pism 1 2015) O ar atmosférico é constituído, principalmente, de 78% de gás nitrogênio e 21% de gás oxigênio. O ar que respiramos contém também material sólido particulado conhecido como poeira. Responda aos itens abaixo. a) Cite uma técnica para “limpar” o ar atmosférico, ou seja, separar a poeira. b) Depois de “limpo”, o ar é classificado como uma substância pura? Justifique a sua resposta. c) Os dois principais componentes do ar podem ser separados através de um sistema como o representado abaixo. 21 1. Primeiramente, o ar é convertido em líquido pelo resfriamento a − 200 C. 2. O ar líquido entra na coluna que contém placas na temperatura de − 190 C. 3. Os dois componentes são então recolhidos separadamente: um no estado gasoso e o outro no estado líquido. Fonte: adaptado de www.agracadaquimica.com.br, acessado em 21 de outubro de 2014. Sabendo-se que os pontos de ebulição do nitrogênio e do oxigênio são − 196 C e − 183 C, respectivamente, identifique os componentes que são recolhidos como gás e líquido e escreva suas fórmulas moleculares. d) Escreva o nome do método de separação descrito no item (c). 11. (Ufjf 2012) Considere as substâncias abaixo e responda às questões relacionadas a elas. a) Em um laboratório, massas iguais de éter etílico, benzeno e água foram colocadas em um funil de decantação. Após agitação e repouso, mostre, por meio de desenhos, no funil de decantação, como ficaria essa mistura, identificando cada substância, considerando a miscibilidade de cada uma delas. Dados de densidades ( )1g mL :− água = 1,00; benzeno = 0,87; éter etílico = 0,71. 22 b) Que procedimento permitiria a separação de uma mistura de iguais volumes de éter etílico e cicloexano? Justifique sua resposta. (Dados: ponto de ebulição: éter etílico 35,0 C;= cicloexano 80,74 C)= c) Em um laboratório, existem três frascos contendo compostos puros, identificados por A, B e C. O quadro abaixo apresenta algumas informações sobre esses compostos. Rótul o Ponto de ebulição/° C Solubilidad e em água Informações adicionais A 163,0 solúvel Reage com solução de 3NaHCO B 76,7 imiscível Mais denso que a água C 47,7− imiscível Reage com água de bromo Com base nessas informações, indique quais dos compostos representados pelos números de 1 a 6 correspondem aos rótulos A, B e C. Dê uma justificativa, em termos de interação intermolecular, para o ponto de ebulição do composto com o rótulo A ser superior. d) O composto orgânico butanoato de etila confere o aroma de abacaxi a alimentos e pode ser obtido a partir do ácido butanoico (5). Equacione a reação que permite obter esse composto e escreva o nome dessa reação. 12. (Ufjf 2002) No tratamento da água para torná-la potável, há necessidade de realizarmos algumas operações. Essas operações consistem em decantação, coagulação, filtração e desinfecção. No processo de coagulação, usa-se o sulfato de alumínio, Aℓ2(SO4)3, para agregar partículas muito pequenas para que possam decantar. Ao adicionar este sal em água, é formado,além de outras espécies, o Aℓ(OH)3. Baseando-se no texto acima, escolha a afirmação VERDADEIRA: a) O composto formado é um sal. b) O composto formado pode ser neutralizado com uma solução ácida. c) O composto formado, se solúvel em água, formaria uma solução de pH < 7. d) O composto formado reage com hidróxido de sódio, formando água. e) O composto formado só apresenta ligações covalentes entre seus átomos. 23 Gabarito Resposta da questão 1: [C] Resposta da questão 2: [E] Resposta da questão 3: [E] Resposta da questão 4: [B] Resposta da questão 6: [C] Resposta da questão 7: [B] Resposta da questão 8: [B] Resposta da questão 9: [A] Resposta da questão 12: [B] Observação: As respostas das questões abertas estão disponíveis apenas para alunos do nosso curso! 24 MÓDULO 03: TABELA PERIÓDICA E SUAS PROPRIEDADES A Tabela Periódica passou por um longo processo de evolução e mudanças até chegar ao que conhecemos hoje. Dmitri Mendeleev (1869) Nasceu na Rússia, em 1834 e faleceu em 1907. Seu maior legado foi criar a primeira versão da tabela periódica dos elementos químicos, prevendo as propriedades de elementos que ainda não tinham sido descobertos. Sua tabela: Era organizada em ordem crescente de massa atômica. Continha espaços “vazios” deixados para elementos ainda desconhecidos por ele, para os quais ele fazia previsões de propriedades com base em periodicidade. Henry Moseley (1913) Nasceu na Inglaterra, em 1887 e faleceu em combate durante a I Guerra Mundial em 1915. Sua maior contribuição para a evolução da classificação periódica foi organizar a tabela através do número atômico dos elementos. Sua tabela: Era organizada em ordem crescente de número atômico, que ele descobriu com base em espectros de raio X. Foi graças a ele e seus estudos que a tabela adquiriu a forma que conhecemos hoje. ORGANIZAÇÃO DA TABELA A tabela periódica está organizada em: a. Períodos: São as 7 linhas horizontais da tabela. Agrupam elementos com o mesmo número de níveis energéticos na eletrosfera. 20Ca: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 33As: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3 Por apresentarem o mesmo número de níveis (camadas), cálcio e arsênio estarão localizados no mesmo período (4º período). 25 b. Famílias: São as 18 linhas verticais da tabela, numeradas de 1 a 18 (segundo orientação da IUPAC). Agrupam elementos com propriedades semelhantes. Principais famílias: Exemplo: Todo elemento da família 1 (1A) reage com a água produzindo H2(g) e calor. Todo elemento da família 2 (2A) apresenta 2e– na Camada de Valência. DIVISÕES DA TABELA a. Quanto ao subnível mais energético. a1. Representativos: subnível mais energético s ou p. Antigamente, formavam os grupos “A”. a2. Transição: subnível mais energético d ou f. d Transição externa f Transição interna Antigamente, formavam os grupos “B”. b. Quanto à classificação do elemento. Metal: a imensa maioria dos elementos. Ametal (ou não metal): 16 elementos. Gases nobres: 7 elementos da família 18. Obs.: o Hidrogênio não apresenta classificação. c. Quanto ao estado físico. Considerando CATP (condições ambientais de temperatura e pressão): 25oC e 1 atm, temos: Sólidos: a grande maioria dos elementos. Líquidos: apenas 2 elementos (mercúrio – Hg e bromo – Br). Gasosos: apenas 12 elementos. 26 CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA E TABELA PERIÓDICA A localização de um elemento na Tabela Periódica está relacionada à sua configuração eletrônica. - A Camada de Valência indica o período. - O subnível mais energético pode indicar a família. Distribuição terminada em s: elétron indica a família. 11Na: 1s2 2s2 2p6 3s1 Período: 3º Período Família: 1; metais alcalinos; (antiga família 1A) Distribuição terminada em p: e– p + 12 indica a família. 16S: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 Período: 3º Período Família: 16; calcogênios; (4ª família p); (antiga família 6A) Distribuição terminada em d: e– d + 2 indica a família. 26Fe: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 Período: 4º Período Família: 8 (6ª família d) Obs.: elementos com distribuição eletrônica terminada em f, serão sempre da família 3. PROPRIEDADES PERIÓDICAS São as propriedades que variam com certa regularidade em função do aumento do numero atômico. Propriedade periódica Propriedade aperiódica a. Raio atômico: Definição: É a metade da distância entre os núcleos de dois átomos vizinhos, de um mesmo elemento. COMO VARIA NA TABELA? - Na família: Como exemplo, os elementos da família 1. Aumenta de cima para baixo devido ao aumento do número de camadas. Obs.: o hidrogênio não pertence à família 1. - No período: Como exemplo, os elementos do período número 2. Aumenta da direita para a esquerda devido à diminuição da atração núcleo-eletrosfera. A diminuição da carga nuclear (nº de prótons) faz com que o núcleo tenha menos força para atrair pra dentro sua eletrosfera. RESUMINDO: 27 Observação: Raio iônico: Ao ganhar ou perder elétrons, o raio do átomo é alterado. No Cátion: ANALOGIA: Imagine-se numa roda de pessoas de mãos dadas. Aí, por algum motivo, você sai da roda. O que acontecerá com ela? Ela irá diminuir devido à ausência de uma parte da roda correto? Ao perder elétron, torna-se menor que seu átomo neutro. 11Na: 1s2 2s2 2p6 3s1 11Na+: 1s2 2s2 2p6 Na > Na+ Um cátion será sempre menor que o átomo que o originou. No Ânion: ANALOGIA: Imagine-se que você voltou e quer entrar na roda de pessoas. Para que você possa entrar, o que acontecerá com a roda? Ela irá aumentar devido à sua entrada na roda, correto? Ao receber elétron, torna-se maior que seu átomo neutro. 16S: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 16S2–: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 S < S2– Um ânion será sempre maior que o átomo que o originou. b. Energia de ionização (Ei): É a energia necessária para se retirar um elétron de um átomo neutro no estado gasoso. X(g) + Ei → X+(g) + e– COMO VARIA NA TABELA? Quanto menor for o átomo, mais próximo do núcleo estão seus elétrons. Assim, retirá-los exige bastante energia. Nos átomos maiores, com seus elétrons mais distantes do núcleo, a energia para retirar um elétron é menor. Então, concluímos que a energia de ionização varia de forma contrária ao raio atômico: - quanto menor o átomo, MAIOR é a Energia de Ionização (Ei). - quanto MAIOR o átomo, menor é a Energia de Ionização (Ei). RESUMINDO: Observação: A energia para retirar o segundo elétron (2ª Energia de ionização) é maior que a 1ª. Para retirar um 3º elétron, a energia será maior que a do 2º e assim, sucessivamente. Isso ocorre porque ao perder um elétron (e tornar-se um cátion) o átomo fica menor e seus elétrons se aproximam mais do núcleo, estando mais fortemente atraídos por ele. c. Afinidade eletrônica (Eaf): É a energia liberada quando se adiciona um elétron de um átomo neutro no estado gasoso. X(g) + e–→ X–(g) + Eaf COMO VARIA NA TABELA? Se assumirmos a Afinidade Eletrônica como a “vontade de ter elétrons”, entendemos que átomos menores tendem a atrair mais os elétrons, devido à sua maior proximidade com o núcleo atômico. 28 Então, concluímos que a afinidade eletrônica varia de forma contrária ao raio atômico: - quanto menor o átomo, MAIOR é a Afinidade eletrônica (Eaf). - quanto MAIOR o átomo, menor é a Afinidade eletrônica (Eaf). RESUMINDO: ATENÇÃO: 1. A Afinidade eletrônica não se aplica aos gases nobres, pois sendo eles estáveis, não tendem a receber elétron. 2. O elemento de maior afinidade eletrônica é o cloro, pois o flúor épequeno demais e a entrada de um elétron é dificultada pela grande repulsão que os elétrons já presentes na eletrosfera imprimem sobre o elétron que está sendo adicionado. d. Eletronegatividade: É a força com que um átomo atrai o par de elétrons de uma ligação. COMO VARIA NA TABELA? Quanto menor for o átomo, mais próximo do núcleo está o par de elétrons. Assim, maior atração ele apresentará. Então, concluímos que a eletronegatividade varia de forma contrária ao raio atômico: - quanto menor o átomo, MAIOR é a Eletronegatividade. - quanto MAIOR o átomo, menor é a Eletronegatividade. Fila de eletronegatividade dos principais elementos: F O N Cl Br I S C P H RESUMINDO: OUTRAS PROPRIEDADES PERIÓDICAS Densidade: COMO VARIA NA TABELA? O elemento mais denso da tabela é o Ósmio (Os) com 22,58 g/cm3. Pontos de fusão e ebulição: COMO VARIA NA TABELA? O tungstênio (w) possui altos pontos de fusão e ebulição: P.F. = 3387 oC P. E. = 5420 oC O carbono (C) está destacado por apresentar também um alto ponto de fusão: P.F. = 3700 oC 29 EXERCÍCIOS- PISM 1. (Ufjf-pism 1 2019) Em 1869, quando o químico russo Dimitri Mendeleev publicou pela primeira vez sua tabela periódica de elementos químicos, ficou claro que as propriedades químicas e físicas dos elementos também seguiam uma lei periódica. Desta forma, podemos estimar os valores das propriedades de um elemento químico observando as tendências ao longo de um grupo ou período da tabela periódica atual. Abaixo são relacionados três metais alcalinos (grupo 1 da tabela periódica) e os valores do raio atômico e eletronegatividade de Pauling são fornecidos para o sódio e o rubídio, respectivamente, enquanto para os outros elementos os valores destas propriedades são indicados pelos itens (i) a (iv) : Elemento Raio atômico (nm) Eletronegatividade de Pauling Na 0,190 (iii) K (i) (iv) Rb (ii) 0,8 Considerando a lei periódica, assinale a alternativa que contém os valores corretos dos itens (i); (ii); (iii) e (iv), respectivamente: a) 0,149; 0,095; 0,6 e 0,7 b) 0,235; 0,280;1,0 e 0,9 c) 0,149; 0,095;1,0 e 0,9 d) 0,235; 0,280; 0,6 e 0,7 e) 0,149; 0,280; 0,6 e 0,7 2. (Ufjf-pism 1 2018) Metais como cobre, zinco, cobalto e molibdênio possuem função biológica conhecida e são constituintes obrigatórios para o metabolismo dos seres humanos e por isso são considerados essenciais. Porém, não podem ser ingeridos em altas concentrações, pois são suas propriedades, assinale a alternativa que apresenta a afirmativa CORRETA: Dados: Eletronegatividades de Linus Pauling: Cobre (1,9); Zinco (1,6); Cobalto (1,8); Molibidênio (1,8). Número atômico (Z) do Molibidênio (Mo) : 42. Primeira energia de ionização: Cobre (7,726 eV); Zinco (9,394 eV); Cobalto (7,86 eV); Molibidênio (7,099 eV). a) O símbolo do elemento químico cobre é Co. b) O elemento mais eletronegativo e molibdênio. c) O zinco e o cobre estão na mesma família. d) A distribuição eletrônica do molibdênio é 2 2 6 2 6 2 10 6 51s , 2s , 2p , 3s , 3p , 4s , 3d , 4p , 4d . e) O zinco é o elemento que possui maior energia de ionização quando comparado ao cobre e ao cobalto. 3. (Ufjf-pism 1 2017) O mercúrio é um elemento químico que apresenta como temperaturas de fusão 38 C− e de ebulição, 357 C. Forma liga metálica facilmente com muitos outros metais, como o ouro ou a prata, produzindo amalgamas. Sobre o mercúrio é correto afirmar que: a) forma uma mistura heterogênea na produção de amalgamas com ouro. b) apresenta 80 elétrons e 80 nêutrons. c) encontra-se no estado líquido na temperatura ambiente (24 C). d) localiza-se no quinto período da tabela periódica. e) apresenta distribuição eletrônica 2 14 10[Xe] 6s 4f 4d . 4. (Ufjf-pism 1 2016) O nitinol é uma liga metálica incomum, formada pelos metais Ni e Ti, sua principal característica é ser uma liga com memória. Essa liga pode ser suficientemente modificada por ação de alguma força externa e retornar a sua estrutura original em uma determinada faixa de temperatura, conforme esquema a seguir. 30 a) Escreva o nome e a distribuição eletrônica dos metais presentes no nitinol. b) Dentre os metais usados na produção do nitinol, qual possui maior raio atômico? E qual possui maior potencial de ionização? c) Uma das formas de produção do metal Ni de alta pureza para a confecção de ligas metálicas é a extração de minerais sulfetados, os quais possuem o NiS. Qual o nome do composto NiS? Qual é o tipo de ligação química que ocorre entre seus átomos? d) Cite duas características comuns aos metais. 5. (Ufjf-pism 1 2016) Dois estudantes do ensino médio estavam brincando de forca durante a aula de Química. O professor resolveu dar-lhes uma charada baseada no assunto da aula: Propriedades periódicas! Siga as dicas e veja se consegue matar a charada! Dicas: I. É um nome próprio feminino com três sílabas. II. A primeira sílaba corresponde a um elemento que possui 7 elétrons de valência e está no quinto período da Tabela Periódica. III. A segunda sílaba corresponde a um metal de número atômico 75. IV. A terceira sílaba corresponde ao elemento que possui 10 prótons, 10 elétrons e 10 nêutrons. a) Você “matou” a charada! Então, qual é o nome? b) Sabe-se que o elemento correspondente à primeira sílaba do nome formado acima sublima em condições ambientais formando uma substância simples (gás diatômico) de coloração violeta e odor irritante. Represente a estrutura de Lewis para o gás diatômico formado. c) Qual é a fórmula dos compostos formados entre o elemento correspondente à dica 2 da charada e os elementos químicos potássio e hidrogênio? De acordo com os dados que constam na tabela abaixo, qual o estado físico destes compostos a 25 C? Ponto de fusão ( C) Ponto de ebulição ( C) Composto com Potássio 681 1330 Composto com Hidrogênio 51− 35,4− d) Qual a família do elemento correspondente à terceira sílaba da charada? Cite uma característica desta família? 6. (Ufjf-pism 1 2015) A descoberta das relações periódicas pelo químico russo Dmitri Mendeleev foi olhada com algum ceticismo pelos químicos da época, mas ganhou credibilidade quando se provou capaz de prever propriedades de elementos químicos que não haviam sido ainda descobertos. Essas propriedades são as mais variadas, como, por exemplo, densidade, raio atômico e eletronegatividade. Sabendo-se que a eletronegatividade do lítio é 0,98 e a do potássio é 0,82, a eletronegatividade do sódio é: a) 0,98. b) 0,49. c) 0,41. d) 0,93. e) 0,82. 31 7. (Ufjf 2012) Com base nos dados da Tabela Periódica, assinale a alternativa INCORRETA. a) O elemento estrôncio possui 02 (dois) elétrons na sua camada de valência. b) Elementos do grupo 17 têm a tendência de formar ânions, enquanto os elementos do grupo 01 têm a tendência de formar cátions. c) O elemento que possui 52 prótons pertence ao 5º período. d) O fósforo possui, na sua camada de valência, a configuração 2 53s 3p . e) O elemento do grupo 02 e período 06 possui maior raio atômico do que o elemento do grupo 14 e período 04. 8. (Ufjf 2011) Considere o elemento Gálio e as seguintes afirmativas: I. A camada de valência desse elemento contém 1 elétron. II. A camada N possui 3 elétrons desemparelhados. III. O subnível “p” da camada mais externa está parcialmente preenchido. IV. As camadas K, L e M estão completas com o número máximo de elétrons. V. Quando o elemento Gálio forma uma ligação química, doando 3 elétrons, ele apresenta número de oxidação +3 e passa a possuir número atômico igual a 28. Quanto às afirmações acima: a) apenas I está correta.b) apenas I, III, IV e V estão corretas. c) apenas II e III estão corretas. d) apenas I, III e IV estão corretas. e) apenas III e IV estão corretas. 9. (Ufjf 2011) Sabe-se que compostos constituídos por elementos do mesmo grupo na tabela periódica possuem algumas propriedades químicas semelhantes. Entretanto, enquanto a água é líquida em condições normais de temperatura e pressão (CNTP), o sulfeto de hidrogênio, também chamado de gás sulfídrico, como o próprio nome revela, é gasoso nas CNTP. a) Tendo em vista a posição dos elementos na tabela periódica, escrever a configuração eletrônica da camada de valência dos átomos de oxigênio e de enxofre. b) Considerando as forças intermoleculares, explicar as diferenças entre os pontos de ebulição das moléculas de 2H O e 2H S . c) Desenhe a estrutura de Lewis para o 2H S e preveja a geometria dessa molécula. d) Que tipo de ligação química ocorre nos compostos 2H O e 2H S ? 10. (Ufjf 2006) Andradita é um mineral contendo cátions cálcio e ferro, e o ânion ortossilicato (SiO44-). Ele foi encontrado na América do Norte e sua fórmula é Ca3Fe2(SiO4)3. Recebeu este nome em homenagem ao famoso mineralogista brasileiro, José Bonifácio de Andrada e Silva (1763-1838), também conhecido, na História da Ciência, como o descobridor do elemento químico lítio e, na História brasileira, como o "Patriarca da Independência". De acordo com dados da tabela periódica, podemos afirmar que os números de oxidação dos íons cálcio e ferro (na andradita) e a configuração eletrônica do íon lítio são, respectivamente: a) +2, +3 e 1s2. b) +2, +3 e 1s2 2s1. c) +1, +2 e 1s2 2s1. d) +1, +3 e 1s2 2s2. e) +2, +2 e 1s2. 32 Gabarito: Resposta da questão 1: [B] Resposta da questão 2: [E] Resposta da questão 3: [C] Resposta da questão 6: [D] Resposta da questão 7: [D] Resposta da questão 8: [E] Resposta da questão 10: [A] Observação: As respostas das questões abertas estão disponíveis apenas para alunos do nosso curso! 33 MÓDULO 04: LIGAÇÕES QUÍMICAS Considera que a estabilidade de um átomo é atingida quando ele apresenta configuração eletrônica de gás nobre, ou seja, quando tem 8 elétrons na camada de valência. Obs.: se o átomo apresenta apenas uma camada, será estável com 2 elétrons. Observe: 2He: 1s2 10Ne: 1s2 2s2 2p6 18Ar: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 36Kr: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 54Xe: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 86Rn: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 .......... 5p6 4f14 6s2 5d10 6p6 Note que todos os gases nobres (exceto o Hélio) apresentam 8 elétrons na camada de valência. É isso que garante a estabilidade desses elementos. Todos os demais elementos da tabela precisam ganhar, perder ou compartilhar elétrons para atingir estabilidade. Isso origina as ligações químicas. LIGAÇÕES QUÍMICAS a. Ligação iônica: É caracterizada pela transferência de elétrons. Ocorre entre: METAL + AMETAL perde elétron ganha elétrons torna-se cátion torna-se ânion Obs.: em geral, o metal apresenta 1, 2 ou 3 e– na camada de valência. O ametal, 5, 6 ou 7 e–. A atração eletrostática entre as cargas opostas do cátion e do ânion origina o composto iônico. EXEMPLO: Qual a fórmula do composto formado entre o 11Na e o 16S? Resolução: Através da igualdade das cargas: Nº cargas + = Nº cargas – Distribuição Tendência Íon 11Na: 1s2 2s2 2p6 3s1 perder 1 e– Na+ 16S: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 ganhar 2 e– S2– Formulação: Na+ S2– Na2S Na+ DICA: “Cruzar as cargas” Pode-se fazer a fórmula “cruzando” o valor da carga de um íon e utilizando como índice do outro. Cuidado: quando os índices puderem ser simplificados, eles devem OBRIGATÓRIAMENTE ser simplificados. • Através da Fórmula eletrônica: Também chamada de fórmula ou estrutura de Lewis. Nela utilizamos o símbolo do elemento e os elétrons da camada valência ao seu redor. Distribuição Representação 11Na: 1s2 2s2 2p6 3s1 16S: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 34 Formulação: Após transferir: Composto iônico: Ou simplesmente: PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS IÔNICOS - São sólidos nas condições ambiente (25 oC e 1 atm). - Possuem altos pontos de fusão (P.F.) e ebulição (P.E.). - Conduzem corrente elétrica quando fundidos ou em solução aquosa. - Formam retículos cristalinos. b. Ligação covalente: é caracterizada pelo compartilhamento de elétrons. Ocorre entre: AMETAL + AMETAL AMETAL + HIDROGÊNIO HIDROGÊNIO + HIDROGÊNIO Obs.: em geral, o ametal apresenta 5, 6 ou 7e– na camada de valência. Há dois tipos de ligação covalente: - a ligação covalente normal - a ligação covalente coordenada (dativa) Ligação covalente normal: Ocorre quando a ligação é feita com um elétron de cada um dos átomos ligantes. Exemplo: A ligação é formada por um elétron de cada hidrogênio. Ligação covalente coordenada: Ocorre quando a ligação é feita com dois elétrons de apenas um dos átomos ligantes. A ligação destacada pelo retângulo é formada por dois elétrons pertencentes ao enxofre. Por isso, ela é uma ligação covalente coordenada. PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS MOLECULARES* - Baixos pontos de fusão e ebulição. - Sólidos, líquidos ou gasosos à temperatura ambiente. - Não conduzem corrente elétrica (exceto os ácidos, que sofrem ionização). - Quebradiços. Compostos moleculares*: aqueles formados exclusivamente por ligações covalentes. MONTAGEM DA FÓRMULA ELETRÔNICA E ESTRUTURAL DE UMA MOLÉCULA 1. Determinar o número total de elétrons de valência. 2. Posicionar os átomos: geralmente, o central é aquele que precisa de mais elétrons pra estabilizar. 3. Distribuir os elétrons (aos pares), inicialmente entre os átomos (pares de elétrons ligantes). 4. Dos átomos “de fora” para o central, distribuir os demais elétrons (aos pares), completando octetos (pares de elétrons não-ligantes). 5. Se não estabilizar todos os átomos, fazer rearranjos. c. Ligação metálica: Explicada pela teoria do “Mar de elétrons” – os cátions em posições fixas e elétrons livres dispersos entre eles. 35 Essa teoria explica a alta condutividade térmica e elétrica dos metais. Sobre a condutividade elétrica: os elétrons livres, se expostos à uma diferença de potencial, tendem a caminhar todos para uma mesma direção, fazendo surgir a corrente elétrica. Sobre a condutividade térmica: ao receber calor, o átomo vibra transferindo essa vibração ao vizinho, que transmite ao outro e assim sucessivamente. PROPRIEDADES DOS METAIS - Altos pontos de fusão e ebulição. - Sólidos à temperatura ambiente (exceto Hg). - Bons condutores de corrente elétrica e calor. - São maleáveis (podem formar lâminas). - São dúcteis (podem formar fios). LIGAS METÁLICAS Os metais podem formar ligas, que são materiais formados a partir da união de determinados metais e têm características diferentes de cada metal isoladamente. Liga Constituintes Aplicação Bronze Cu + Sn estátuas, sinos, rolamentos, tubos, válvulas, utensílios domésticos, Latão Cu + Zn armamento, decoração, terminais elétricos, porcas, etc. Magnálio Al + Mg rodas de liga leve, peças de aviões Ouro 18K Au + Ag/Cu joias, decoração, cirurgias Aço Fe + C Construção civil, talheres, peças de carro, brocas de perfuração Nitinol Ni + Ti Medicina (músculo artificial), sensores de temperatura Obs: Os exercícícios do módulo 4 estão juntos com o módulo 5 porque ambos conteúdos dependem um do outro! 36 MÓDULO 05: GEOMETRIA MOLECULAR E POLARIDADE Trata do arranjo espacial dos átomos na molécula e é explicada pela Teoria da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR). Essa teoria diz queos átomos, e pares de elétrons não ligantes do átomo central, tendem a assumir a maior distância angular possível, minimizando assim as repulsões entre eles. Na prática, para se deduzir a geometria molecular assumida por uma espécie, precisamos saber: 1. quantos átomos circundam o átomo central. 2. Se existe, ou não, elétrons não ligantes ao redor do átomo central. Com base nessas informações, podemos predizer qual a geometria assumida por determinada espécie. Nº de átomos ao redor do átomo central Existe elétron não ligante no átomo central? Geometria molecular 2 Não Linear 2 Sim Angula 3 Não Trigonal plana 3 Sim Piramidal 4 Não Tetraédrica Observação 1: toda molécula diatômica (formada por dois átomos, é sempre linear. Exemplo: H2, N2, HCl, CO. Linear Angular CO2 H2O Trigonal plana Piramidal BH3 NH3 Tetraédrica CH4 Observação 2: existem outras geometrias pouco usais no ensino médio. Nesses casos alguns elementos extrapolam a regra do octeto (Teoria da expansão da camada de valência). Nº de átomos ao redor do átomo central Existe elétron não ligante no átomo central? Geometria molecular 4 Sim (1 par) Gangorra 4 Sim (2 pares) Quadrado planar 5 Não Bipirâmide trigonal 6 Não Octaédrica Gangorra Quadrado planar SF4 XeF4 Bipirâmide trigonal Octaédrica PCl5 SF6 Para identificar quantos átomos existem ao redor do átomo central e se há ou não elétron não ligante nesse átomo central, é preciso montar a fórmula eletrônica da molécula, seguindo os passos já vistos no módulo 04. Licença de imagens de moléculas: 37 PhET Interactive Simulations University of Colorado Boulder Relembrando, são esses os passos: 1. Determinar o número total de elétrons de valência. 2. Posicionar os átomos: geralmente, o central é aquele que precisa de mais elétrons pra estabilizar. 3. Distribuir os elétrons (aos pares), inicialmente entre os átomos (pares de elétrons ligantes). 4. Dos átomos “de fora” para o central, distribuir os demais elétrons (aos pares), completando octetos (pares de elétrons não-ligantes). 5. Se não estabilizar todos os átomos, fazer rearranjos. Montada a molécula, fazemos a análise e deduzimos sua geometria. POLARIDADE DE LIGAÇÕES E MOLÉCULAS a. Polaridade nas ligações: A polaridade existe em uma ligação se existe diferença de eletronegatividade entre os átomos ligados. Uma comparação eficiente, exige a análise da eletronegatividade de cada elemento. Alguns deles constam na tabela a seguir: Segundo Pauling, uma diferença de eletronegatividade entre os átomos ligados maior que 1,7 dá origem à ligação iônica. Menor que isso, covalente polar e igual a zero, covalente apolar. Para facilitar um pouco a análise e dispensar (em muitos casos) a tabela de eletronegatividade, vale a pena relembrar a fila de eletronegatividade dos principais elementos: F > O > N = Cl > Br > I > S = C > P > H Exemplo 1: Nesse exemplo, a ligação H – Cl é polar. Como o cloro é mais eletronegativo, ele puxa o par de elétrons com mais intensidade, fazendo com que haja maior densidade eletrônica próximo ao cloro que ao hidrogênio. Exemplo 2: Nesse exemplo, a ligação H – H é apolar. Como não existe diferença de eletronegatividade entre os átomos, a densidade eletrônica é homogênea e não há formação de polos na ligação. b. Polaridade nas moléculas: Exige uma análise da polaridade das ligações e da geometria molecular. A polaridade da molécula depende do vetor momento dipolar resultante (R). Se ele for igual a zero, a molécula é apolar. Se for diferente de zero, ou seja, se existe um vetor momento dipolar resultante, a molécula é apolar. Exemplo 1: Nesse exemplo, um oxigênio tenta atrair os elétrons do outro, mas como as eletronegatividades são iguais, não há deslocamento da nuvem eletrônica e a ligação é apolar. Como a única ligação existente na molécula é apolar, a molécula também é. 38 Exemplo 2: Nesse exemplo, o oxigênio da esquerda (mais eletronegativo que o carbono) atrai os elétrons pra perto de si (a ligação O = C é polar). No entanto, o oxigênio da direita (mais eletronegativo que o carbono) atrai os elétrons pra perto de si com a mesma força que o da esquerda (a ligação C = O é polar). Como há duas forças de mesma intensidade, na mesma direção (horizontal) e em sentidos opostos (uma para a esquerda e outra para a direita), ocorre a anulação dessas forças e não há resultante. A molécula é apolar. Exemplo 3: Nesse exemplo, o oxigênio é mais eletronegativo e atrai os elétrons dos hidrogênios (tanto da direita quanto da esquerda) – vetores representados em azul. Portanto, a ligação H – O é polar. Aplicando a soma de vetores (que você aprendeu em física), há resultante (representada em amarelo) e a molécula é polar. Regra de Solubilidade: Semelhante dissolve semelhante. Substância polar dissolve substância polar. Substância apolar dissolve substância apolar. Importante: Hidrocarbonetos são apolares. FORÇAS INTERMOLECULARES São forças de atração entre moléculas próximas. Sua intensidade depende das características das moléculas que compõem o sistema. Basicamente, as forças intermoleculares podem ocorrer por: a. Dipolo induzido b. Dipolo permanente c. Ligações de Hidrogênio DIPOLO INDUZIDO Esse tipo de força intermolecular pode ser chamado também de Forças de Van der Waals ou Força de dispersão de London. Ocorre entre moléculas apolares e é a mais fraca das interações intermoleculares. Fato curioso! É por causa das forças de dipolo induzido que a lagartixa consegue andar pelas paredes. DIPOLO PERMANENTE Esse tipo de força intermolecular pode ser chamado também de Interações DIPOLO-DIOPOLO. Ocorre entre moléculas polares e é mais forte que as interações de dipolo induzido. 39 LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO Esse tipo de interação intermolecular era chamado de Pontes de Hidrogênio, porém, por orientação da IUPAC, tal denominação deve ser abandonada. As ligações de hidrogênio ocorrem entre moléculas que apresentem o Hidrogênio ligado a um dos três elementos mais eletronegativos da tabela: Flúor, Oxigênio ou Nitrogênio. Exemplos: HF, H2O, NH3 São as mais intensas das forças intermoleculares e estão presentes em nosso DNA, por exemplo. A ligação de uma hélice com outra se dá por meio de ligações de hidrogênio entre Citosina e Gaunina e entre Adenina e Timina. ÁGUA E DENSIDADE: UM CASO ESPECIAL Ao solidificar, as interações por ligações de hidrogênio fazem com que as moléculas de água se organizem em uma estrutura que faz com que o volume da água sólida seja maior que o da água líquida. Assim, a densidade da água na fase sólida fica menor que a da água líquida, permitindo que o gelo flutue sobra a água. FORÇAS INTERMOLECULARES E PROPRIEDADES FÍSICAS As forças intermoleculares afetam propriedades físicas como, por exemplo, o ponto de ebulição. a. Para moléculas de massas moleculares próximas: Quanto maior a força intermolecular, ______________ será o ponto de ebulição de uma substância. b. Para moléculas de mesma força intermolecular: 40 Quanto maior a massa molecular, ______________ será o ponto de ebulição de uma substância. c. Para moléculas de mesma massa e força intermolecular: Quanto mais ramificada a molécula, ______________ será o ponto de ebulição de uma substância. Molécula Ponto de fusão (PF) 36 oC 9 oC Respostas das lacunas: a. maior b. maior c. menor 41 Exercícios- PISM 1.(Ufjf-pism1 2019) Em breve, telas de telefones celulares serão produzidas com um material capaz de se autorregenerar quando riscado ou mesmo quebrado. Considere um composto sólido hipotético, constituído por moléculas altamente polares e que contenha apenas átomos de carbono, nitrogênio e oxigênio. Quando telas produzidas com esse material forem quebradas, as forças intermoleculares serão fortes o suficiente para unir as duas partes: as moléculas do material irão se juntar e colar as duas partes, restaurando seu estado original. Agora responda aos itens abaixo: a) Classifique o composto sólido hipotético como iônico ou molecular. b) Indique qual força intermolecular seria a responsável pela autorregeneração da tela do telefone celular. c) Uma opção para se proteger a tela de vidro comum é o uso de películas adesivas. Os adesivos são compostos por substâncias apolares e podem aderir a praticamente qualquer superfície. Qual força intermolecular mantém a película colada ao vidro? 2. (Ufjf-pism 1 2018) Os compostos contendo cloreto estão entre os mais corriqueiros da química inorgânica. Dentre esses compostos encontram-se o cloreto de potássio (A), tricloreto de boro (B), pentacloreto de antimônio (C) e cloreto férrico (D). a) Qual a fórmula química de cada cloreto citado no texto acima? A B C D b) Qual a geometria molecular do composto B? c) Escreva a estrutura de Lewis para o composto C. d) O composto A dissolvido em água constitui uma mistura homogênea ou heterogênea? Justifique sua resposta. 3. (Ufjf-pism 1 2017) O dia 5 de novembro de 2015 foi marcado pela maior tragédia ambiental da história do Brasil, devido ao rompimento das barragens de rejeitos, provenientes da extração de minério de ferro na cidade de Mariana/MG. Laudos técnicos preliminares indicam uma possível presença de metais como cromo, manganês, alumínio e ferro no rejeito. Fonte: Disponível em: http://www.ibama.gov.br/phocadownload/notici as_ambientais/laudo_tecnico_preliminar.pdf. Acesso em: 26/out/2016. a) Qual o símbolo químico de cada um dos metais descritos acima? b) Analise a distribuição eletrônica mostrada abaixo. A qual elemento químico presente no rejeito ela pertence? 2 2 6 2 6 2 51s 2s 2p 3s 3p 4s 3d c) O alumínio normalmente é encontrado na natureza no mineral bauxita na forma de óxido de alumínio. O óxido de alumínio é uma substância iônica ou covalente? Escreva sua fórmula molecular. d) O rejeito de mineração representa uma mistura homogênea ou heterogênea? 4. (Ufjf-pism 1 2017) O selênio quando combinado com enxofre forma o sulfeto de selênio, substância que apresenta propriedades antifúngicas e está presente na composição de xampus anticaspa. Qual o tipo de ligação química existente entre os átomos de enxofre e selênio? a) Covalente. b) Dipolo-dipolo. c) Força de London. d) Iônica. e) Metálica. 42 5. (Ufjf-pism 1 2017) O 2H S é encontrado tanto em solução aquosa (solúvel em água) quanto na forma gasosa. É altamente tóxico, inflamável, irritante, além de apresentar odor característico semelhante ao de ovos podres. Com base nas características do 2H S responda os itens abaixo. a) Qual a função inorgânica do 2H S? b) Escreva a estrutura de Lewis para o 2H S. Qual o tipo de geometria molecular existente? c) Com base nas forças intermoleculares, justifique o fato do 2H S também ser encontrado na forma gasosa, a partir da decomposição de matéria orgânica. d) O 2H S conduz corrente elétrica quando dissolvido em água? Justifique. 6. (Ufjf-pism 1 2015) Considere as substâncias puras KOH e 3HNO e suas propriedades apresentadas na Tabela 1 e responda aos itens abaixo. Tabela 1: Propriedades físicas e químicas das substâncias puras KOH e 3HNO Substância KOH 3HNO Ponto de fusão C 360 −42 Ponto de ebulição C 1320 83 Condutividade elétrica a 25 C Não conduz Não conduz Fonte: CRC Handbook of Chemistry and Physics, 95th Edition, William M. Haynes (ed.) 2014-2015. a) Escreva o nome das substâncias e seus estados físicos a 25 C. b) Quais são os tipos de ligação química existentes nas duas substâncias puras? c) Escreva a fórmula estrutural do 3HNO . d) Explique por que as duas substâncias puras não conduzem corrente elétrica. 7. (Ufjf 2012) Há duas características que podem definir se uma molécula é ou não polar: a diferença de eletronegatividade entre os átomos ligados e a geometria da molécula. Com base nessas informações, assinale a alternativa INCORRETA. a) A geometria das moléculas de oxigênio e ozônio é linear, as ligações são apolares e as moléculas são apolares. b) A geometria da molécula da água é angular, as ligações entre os átomos são polares e a molécula é polar. c) A geometria da molécula de tetracloreto de carbono é tetraédrica, as ligações entre os átomos são polares e a molécula é apolar. d) A geometria da molécula do gás carbônico é linear, as ligações entre os átomos são polares e a molécula é apolar. e) A geometria da molécula de diclorometano é tetraédrica, as ligações entre os átomos são polares e a molécula é polar. 8. (Ufjf 2011) Considere o elemento Gálio e as seguintes afirmativas: I. A camada de valência desse elemento contém 1 elétron. II. A camada N possui 3 elétrons desemparelhados. III. O subnível “p” da camada mais externa está parcialmente preenchido. IV. As camadas K, L e M estão completas com o número máximo de elétrons. V. Quando o elemento Gálio forma uma ligação química, doando 3 elétrons, ele apresenta número de oxidação +3 e passa a possuir número atômico igual a 28. Quanto às afirmações acima: a) apenas I está correta. b) apenas I, III, IV e V estão corretas. c) apenas II e III estão corretas. d) apenas I, III e IV estão corretas. e) apenas III e IV estão corretas. 9. (Ufjf 2011) Sabe-se que compostos constituídos por elementos do mesmo grupo na 43 tabela periódica possuem algumas propriedades químicas semelhantes. Entretanto, enquanto a água é líquida em condições normais de temperatura e pressão (CNTP), o sulfeto de hidrogênio, também chamado de gás sulfídrico, como o próprio nome revela, é gasoso nas CNTP. a) Tendo em vista a posição dos elementos na tabela periódica, escrever a configuração eletrônica da camada de valência dos átomos de oxigênio e de enxofre. b) Considerando as forças intermoleculares, explicar as diferenças entre os pontos de ebulição das moléculas de 2H O e 2H S . c) Desenhe a estrutura de Lewis para o 2H S e preveja a geometria dessa molécula. d) Que tipo de ligação química ocorre nos compostos 2H O e 2H S ? 10. (Ufjf 2006) Foram encontrados, em um laboratório, três frascos A, B e C, contendo soluções incolores e sem rótulos. O responsável pelo laboratório realizou alguns testes para reconhecimento das soluções, cujos resultados estão na tabela a seguir: a) Escreva os nomes das substâncias presentes nos frascos A, B e C. b) Escreva a fórmula molecular da substância A e a fórmula eletrônica do ânion da substância C. c) Com a retirada de uma molécula de água da fórmula molecular da substância no frasco C, quais seriam o nome, fórmula molecular e função química da substância obtida? d) Escreva a distribuição eletrônica para o cátion presente no frasco B. Qual é o tipo de ligação característica que este cátion forma? e) O frasco A contém uma substância orgânica. Escreva a equação da reação química entre esta substância e o etanol, colocando as fórmulas estruturais dos materiais de partida e da substância orgânica formada. 11. (Ufjf 2006) O biodiesel é produzido a partir de óleos vegetais, novos ou usados, ou de gorduras animais, através do processo de transesterificação (ou alcoólise). A reação a seguir representa
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