Universidade Federal de Viçosa Departamento de Química

Universidade Federal de Viçosa Departamento de Química[pic 1]

QUI 100: Química Geral – Período Especial Remoto 2020

Professora: Ana Paula Guimarães– Turmas Teóricas 03 e 24

Exercícios Unidade 2 e 3 – Professora: Ana Paula Guimarães – Turma: (        ) T 03  (        ) T 24

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Matrícula:         Matrícula: _          Matrícula:          

OBS: A lista foi elaborada pelos professores Alexandre Gurgel e Leonardo Okumura. Todos os exercícios foram retirados do livro do Brown, exceto o último (Terceira Parte).

PRIMEIRA PARTE

HIBRIDIZAÇÃO, GEOMETRIA MOLECULAR e TEORIAS DE LIGAÇÃO

Questão 1. As moléculas SiF4, SF4 e XeF4 apresentam fórmulas moleculares do tipo AF4, mas apresentam geometrias moleculares diferentes. Usando a TLV, explique por que elas são diferentes entre si. Use, como orientação, os passos indicados abaixo.

Dados: Si (Z=14); S (Z=16), Xe (Z=54) e F (Z=9).

1. Mostre a camada de valência do elemento central;
2. Mostre a promoção de elétrons no elemento central;
3. Mostre o número de orbitais híbridos formados para o elemento central, o número de elétrons ligantes e o número de pares de elétrons livres assim como o número de orbitais puros remanescentes;
4. Mostre a camada de valência no átomo ligante;
5. Para concluir, indique o arranjo (tipo de hibridização) e a geometria de cada molécula proposta.

Questão 2. Qual é a diferença entre o arranjo e a geometria molecular de uma molécula? Use a molécula de amônia como exemplo em sua argumentação.

Questão 3. Dê o arranjo e a geometria molecular de uma molécula que tem os seguintes domínios de elétrons em seu átomo central:

1. quatro domínios ligantes e nenhum domínio não-ligante;
2. três domínios ligantes e dois domínios não-ligantes;
3. cinco domínios ligantes e um domínio não-ligante.

Questão 4. Desenhe a estrutura de Lewis para cada um dos seguintes íons ou moléculas e determine seu arranjo e sua geometria molecular.

1. H3O+
2. SCN–
3. CS2
4. BrO3–
5. SeF4
6. ICl4–

Questão 5. As três espécies NH2–, NH3 e NH4+ têm ângulos de ligação H–N–H de 105º, 107º e 109º, respectivamente. Explique essa variação nos ângulos de ligação.

Questão 6. O dicloroetileno (C2H2Cl2) tem três formas (isômeros), cada uma delas correspondendo a uma substância diferente, conforme as estruturas mostradas abaixo.

[pic 2]

Descobriu-se experimentalmente que uma amostra pura de uma dessas substâncias tem um momento de dipolo igual a zero. Podemos determinar qual das três substâncias teve seu momento de dipolo medido?

Questão 7. O diclorobenzeno, C6H4Cl2, existe em três diferentes formas (isômeros) chamadas orto, meta e para, conforme as estruturas mostradas abaixo.

[pic 3]

Qual dessas estruturas teria um momento de dipolo diferente de zero? Explique.

Questão 8. Faça esboços Ilustrando a superposição entre os seguintes orbitais em dois átomos distintos:

1. o orbital 2s em cada um dos átomos
2. o orbital 2p em cada um dos átomos. Suponha que os átomos estejam no eixo z.
3. o orbital 2s em um átomo e o orbital 2p no outro.

Questão 9. Qual o número máximo de orbitais híbridos que um átomo de carbono pode formar E o número mínimo? Explique brevemente.

Questão 10. A acetona, C3H6O, solvente orgânico muito comum, é o principal componente de alguns removedores de esmalte de unhas. Sua estrutura de Lewis é a seguinte:

[pic 4]

1. Qual é o número total de elétrons de valência na molécula de acetona?
2. Quantos elétrons de valência são usados para fazer ligações sigma (σ) na molécula?
3. Quantos elétrons de valência são usados para fazer ligações pi (π) na molécula?
4. Quantos elétrons de valência permanecem em pares não-ligantes na molécula?
5. Qual é a hibridização no átomo central de carbono da molécula (na ligação C=O)?

SEGUNDA PARTE

FORÇAS INTERMOLECULARES

Questão 11. Qual tipo de força atrativa intermolecular atua entre:

1. todas as moléculas ?
2. moléculas polares ?
3. o átomo de hidrogênio de uma ligação polar e um átomo vizinho pequeno e eletronegativo ?

Questão 12. Que tipo(s) de força(s) intermolecular(es) é(são) comuns para:

1. Xe e o metanol (CH3OH) ?
2. CH3OH e a acetonitrila (CH3CN) ?
3. NH3 e HF ?

Questão 13. Descreva as forças intermoleculares que devem ser rompidas para se converter cada um dos itens seguintes de um líquido para um gás:

1. Br2
2. CH3OH
3. H2S

Questão 14. Que tipo de força intermolecular explica as seguintes diferenças em cada caso:

1. CH3OH entra em ebulição a 65 ºC, enquanto que CH3SH entra em ebulição a 6 ºC.
2. Xe é líquido a pressão atmosférica e 120 K, enquanto Ar (argônio) é um gás.
3. Kr, massa atômica 84, entra em ebulição a 120,9 K, enquanto Cl2, massa molecular aproximada de 71 g/mol, entra em ebulição a 238 K.
4. Acetona entra em ebulição a 56 ºC, enquanto o 2-metilpropano entra em ebulição a –12 ºC.

[pic 5]

Questão 15.

1. O que significa o termo polarizabilidade ?
2. Qual dos seguintes átomos é mais polarizável: O, S, Se ou Te ? Explique.
3. Coloque as seguintes moléculas em ordem crescente de polarizabilidade: GeCl4, CH4, SiCl4 e GeBr4
4. Determine a ordem crescente dos pontos de ebulição das substâncias do item (c).

Questão 16. Qual molécula dos seguintes pares tem as maiores forças de dispersão de London ?

1. H2O ou H2S ?
2. CO2  ou CO ?
3. CH4 ou CCl4.?

Questão 17. O butano e o 2-metilpropano, cujos modelos de preenchimento de espaço são mostrados abaixo, são apolares e têm a mesma fórmula molecular (C4H10). No entanto, o butano tem um ponto de ebulição mais alto (–0,5 ºC, comparado a –11,7 ºC do 2-metilpropano). Explique.