Qui. Este conteúdo pertence ao Descomplica. Está vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados. Semana 6 Allan Rodrigues Xandão (Gabriel Pereira) CRONOGRAMA 07/03 14/03 21/03 28/03 Distribuição Eletrônica Classificação Periódica dos Elementos 08:00 18:00 11:00 21:00 Propriedades Periódicas e Aperiódicas Ligações Químicas: teoria do octeto, ligação iônica e ligação metálica 08:00 18:00 11:00 21:00 Ligações Químicas: ligação covalente Geometria molecular, polaridade e forças intermoleculares 08:00 18:00 11:00 21:00 Funções inorgânicas: óxidos Número de oxidação - compostos orgânicos e inorgânicos 08:00 18:00 09:00 19:00 21 mar Geometria molecular, polaridade e forças intermoleculares 01. Resumo 02. Exercício de Aula 03. Exercício de Casa 04. Questão Contexto RESUMO Teoria da repulsão dos pares eletrônicos → Trigonal plana A Teoria da Repulsão dos Pares Eletrônicos de Valência (TRPEV): Força de repulsão entre os pares eletrônicos ligantes ou não, do átomo central. Eles tendem a manter a maior distância possível entre si, porém, as forças de repulsão eletrônica não são suficientes para que a ligação entre os átomos seja → Piramidal rompida, logo, podemos observar essa distância no ângulo formado entre eles. → Tetraédrica Geometria Molecular → Linear OBS: Toda substância com 2 elementos tem geometria linear, pois não existe átomo central. → Angular Polaridade das ligações →Ligação Iônica: Nas ligações iônicas, a transferência de elétrons é definitiva, formação de cátions e ânions. As ligações iônicas são sempre POLARES. → Ligação Covalente: ✓ Nas ligações formadas por átomos com a mesma eletronegatividade, não há formação de polos pois essa diferença é igual a zero. Qui. 152 Tipos de nuvens eletrônicas : Exemplo: Cl2 (Cl – Cl) → ∆en = 3,0 – 3,0 → ∆en = 0 H2O OBS: As ligações formadas por átomos de mesma eletronegatividade são ligações covalentes APOLARES. ✓ Nas ligações formadas por átomos com diferentes eletronegatividades, há formação de polos pois O oxigênio da água possui dois pares de elétrons essa diferença é diferente de zero. que não se ligam a nada, logo esse pares empurram as ligações O-H para baixo, formando assim Exemplo: HBr um ângulo entre eles, os vetores não se anulam (H – Br) → ∆en = 2,8 – 2,1 → ∆en = 0,7 como na molécula de CO2 . OBS2: As ligações formadas por átomos de diferentes eletronegatividade são ligações covalentes POLARES. Polaridade das moléculas ✓ Dipolo induzido-dipolo induzido, van der Waals As moléculas podem ser classificadas em moléculas ou dipolo-induzido polares e apolares, dependendo da diferença de ele- → Ocorre nas moléculas apolares.(Ex: H2, O2, CO2) tronegatividade que existe na molécula. ✓ Dipolo permanente-dipolo permanente ou dipo→ Molécula apolar: ∆en = 0 lo-dipolo → Molécula polar: ∆en ≠ 0 →Ocorre nas moléculas polares. (Ex: HCl, HBr, HI, H2S) Exemplo: eletronegatividade do oxigênio =3,5 ✓ Ligação de Hidrogênio CO2: 3,5 -3,5 = 0 (Apolar) → Antes essa força era chamadas de pontes de hidrogênio. As ligações de hidrogênio são atrações intermoleculares fortíssimas que ocorrem entre moléculas que apresentam ligações do Hidrogênio com átomos muito eletronegativos como o Flúor, Oxigênio e Nitrogênio.(Ex: HF, NH3, H2O) EXERCÍCIO DE AULA 1. O conhecimento das estruturas das moléculas é um assunto bastante relevante, já que as formas das moléculas determinam propriedades das substâncias como odor, sabor, coloração e solubilidade. As figuras apresentam as estruturas das moléculas CO2, H2O, NH3,CH4, H2S e PH3. Qui. 153 Forças intermoleculares Quanto à polaridade das moléculas consideradas, as moléculas apolares são: a) H2O e CH4. b) CH4 e CO2. c) H2S e PH3. d) NH3 e CO2. e) H2S e NH3. 2. As interações entre os íons produzem aglomerados, com formas geométricas definidas, denominados retículos cristalinos, característicos dos sólidos iônicos. Por outro lado, as moléculas surgem do compartilhamento de elétrons entre os átomos, que as constituem e apresentam geometrias próprias. Considerando as moléculas de dióxido de carbono, de trióxido de enxofre, de água, de amônia e de tetracloreto de carbono, é correto afirmar que suas respectivas geometrias moleculares são: a) angular; piramidal; angular; trigonal; bipirâmide trigonal. c) linear; piramidal; angular; trigonal; tetraédrica. d) linear; trigonal; angular; piramidal; tetraédrica. e) angular; linear; piramidal; tetraédrica; tetraédrica. 3. Leia o texto a seguir. Os raios que ocorrem na atmosfera e a queima de combustíveis derivados do petróleo contendo hidrocarbonetos e compostos de enxofre (mercaptanas) contribuem para a produção de várias substâncias, dentre as quais se pode destacar: CO2, CO, H2O, NO,SO2 e até mesmo, em pequenas quantidades, NO2 e SO3. Algumas dessas emissões são, em parte, responsáveis pelo aumento do efeito estufa e pela formação da chuva ácida. Sobre a geometria das moléculas, considere as afirmativas a seguir. I. A molécula do CO2(g) é linear, porque o átomo central não possui pares de elétrons disponíveis. II. A molécula H2O(l) é angular, porque o átomo central possui pares de elétrons disponíveis. III. A molécula do SO2(g) é angular, porque o átomo central possui pares de elétrons disponíveis. IV. A molécula do SO3(g) é piramidal, porque o átomo central possui pares de elétrons disponíveis. Estão corretas apenas as afirmativas: a) I e III. b) I e IV. c) II e IV. d) I, II e III. e) II, III e IV. Qui. 154 b) trigonal; linear; piramidal; angular; tetraédrica. 4. Os compostos O3, CO2, SO2, H2O e HCN são exemplos de moléculas triatômicas que possuem diferentes propriedades e aplicações. Por exemplo, o ozônio bloqueia a radiação ultra-violeta que é nociva à saúde humana; o dióxido de carbono é utilizado em processos de refrigeração; o dióxido de enxofre é utilizado na esterilização de frutas secas; a água é um líquido vital; e o ácido cianídrico é utilizado na fabricação de vários tipos de plásticos. Analisando as estruturas dessas substâncias, observa a mesma geometria e o fenômeno da ressonância apenas em: a) O3e H2O b) O3e SO2 c) O3e CO2 d) H2O e SO2 e) H2O e HCN A sacarose (açúcar comum), cuja estrutura é mostrada na figura, é um dissacarídeo constituído por uma unidade de glicose ligada à frutose. A solubilidade da sacarose em água deve-se: a) ao rompimento da ligação entre as unidades de glicosee frutose. b) às ligações de hidrogênio resultantes da interação da água com a sacarose. c) às forças de van der Waals, resultantes da interação da água com a unidade de glicose desmembrada. d) às forças de dipolo-dipolo, resultantes da interação da água com a unidade de frutose desmembrada. e) às forças de natureza íon-dipolo, resultantes da interação do dipolo da água com a sacarose. 6. Os veículos automotivos que usam combustíveis fósseis são um dos principais responsáveis pela má qualidade do ar das grandes cidades e também contribuem para o aquecimento global. Além do gás carbônico (CO2) produzido na combustão, são formados os óxidos nitrosos, que participam de reações secundárias com o ar, formando ozônio (O3), o qual causa irritação no sistema respiratório, podendo levar a sérios problemas de redução da capacidade pulmonar. A forma geométrica da molécula de gás carbônico e a polaridade da molécula de ozônio são, respectivamente: a) angular e polar. b) angular e apolar. c) linear e polar. d) linear e apolar. e) trigonal planar e apolar. Qui. 155 5. EXERCÍCIOS PARA CASA 1. Assinale a(s) alternativa(s) correta(s): 01. Moléculas diatômicas formadas por átomos iguais são sempre apolares. 02. O comprimento das ligações químicas independe do raio atômico dos átomos que participam das ligações. 04. Ligações covalentes do tipo ocorrem somente na união entre orbitais s de um átomo e orbitais p de outro átomo. 08. CH4, NH3 e H2O apresentam, respectivamente, geometria tetraédrica, trigonal plana e angular. 16. Os metais, geralmente, possuem elevadas condutividades térmica e elétrica, e, também, elevada densidade. Um elemento X (Z = 1) combina com Y (Z = 7). O composto formado tem, respectivamente, fórmula molecular e forma geométrica: a) XY3: trigonal b) X3Y: angular c) YX3: piramidal d) YX: linear 3. De acordo com a Teoria da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência, os pares de elétrons em torno de um átomo central se repelem e se orientam para o maior afastamento angular possível. Considere que os pares de elétrons em torno do átomo central podem ser uma ligação covalente (simples, dupla ou tripla) ou simplesmente um par de elétrons livres (sem ligação). Com base nessa teoria, é correto afirmar que a geometria molecular do dióxido de carbono é: a) trigonal plana. b) piramidal. c) angular. d) linear. e) tetraédrica 4. Considere a espécie química molecular hipotética XY2, cujos elementos X e Y possuem eletronegatividades 2,8 e 3,6, respectivamente. Experimentos de susceptibilidade magnética indicaram que a espécie XY2 é apolar. Com base nessas informações, é correto afirmar que a estrutura e as ligações químicas da molécula XY2 são, respectivamente: a) piramidal e covalentes polares. b) linear e covalentes polares. c) bipiramidal e covalentes apolares. d) angular e covalentes apolares. e) triangular e covalentes apolares. Qui. 156 2. 5. A polaridade da molécula é, muitas vezes, determinante para suas propriedades físico-químicas, como por exemplo, pontos de ebulição e fusão, e solubilidade. Os momentos dipolares das moléculas NF3 e BF3 são 0,235 D e 0 D, respectivamente. Sobre a polaridade destas moléculas julgue os itens abaixo: 0) a molécula BF3 é menos polar do que NF3 porque o boro é mais eletronegativo que o nitrogênio 1) a molécula BF3 é apolar porque tem estrutura trigonal planar 2) a molécula NF3 é polar porque tem estrutura trigonal planar 3) a molécula NF3 é mais polar que BF3 porque o nitrogênio é mais eletronegativo que o boro 4) a molécula NF3 é polar porque tem estrutura piramidal e hibridização sp3 do átomo central. 6. O nitrogênio forma vários óxidos binários apresentando diferentes números de oxidação: NO (gás tóxico), N2O (gás anestésico - hilariante), NO2 (gás avermelhado, irritante), N2O3 (sólido azul) etc. Esses óxidos são instáveis e se decompõem para formar os gases nitrogênio (N2) e oxigênio (O2). O óxido binário (NO2) é um gás azul, instável - responsável pela filtração da radiação ultravioleta emitida pelo Sol. Analisando a estrutura do óxido binário NO2, pode-se afirmar que a geometria da molécula e a última camada eletrônica do átomo central são, respectivamente: a) angular e completa. b) linear e incompleta. c) angular e incompleta. d) linear e completa. 7. O fosgênio (COCl2) é um gás incolor, tóxico, asfixiante e de cheiro penetrante. Esse gás, utilizado como arma na Primeira Guerra Mundial, era produzido a partir da reação do monóxido de carbono (CO) e do gás cloro (Cl2). Qual é a geometria de cada uma dessas moléculas, respectivamente? a) Linear, trigonal plana e tetraédrica. b) Angular, linear e linear. c) Trigonal plana, angular e linear. d) Tetraédrica, linear, angular. e) Trigonal plana, linear e linear. 8. Selecione a(s) alternativa(s) onde há exata correspondência entre a molécula e sua forma geométrica. A resposta final é a soma dos números das alternativas selecionadas. 01. N2– Linear 02. CO2– Linear 04. H2O – Angular 08. PCl5– Plana trigonal 16. CCl4– Tetraédrica 32. BF3– Pirâmide trigonal Qui. 157 dos principais poluentes ambientais, reagindo com o ozônio atmosférico (O3) – Qui. 158 QUESTÃO CONTEXTO Sabendo que o carbono tem 4 elétrons na sua camada de valência e o cloro 7, desenhe a fórmula estrutural plana do composto CH3Cl, diga qual nome da sua geometria e sua polaridade. GABARITO 01. 03. 1.b Geometria tetraédrica e composto polar por conta 2.d dos pares de elétrons que sobram no cloro Exercícios para aula 3. Questão contexto d 4.b 5.c 6.d 02. Exercícios para casa 1.17 2.c 4.b 5. F, V, F, F, V 6.c 7.e 8. 23 (corretos: 01, 02, 04 e 16) Qui. 159 3.d