mineral Ligações químicas I Química Ligações químicas I Ligações covalentes r a Hibridação ↑ 2p 3 2s 1 ↑ 1s 2 ↑↓ parcial, pois ocorre entre o elétron do orbital 2s e dois elétrons de dois orbitais 2p. Um orbital p permanece inalterado para formar a ligação π (p puro). ↑ ↑ Estado ativado ↑ 2sp 3 ↑ ↑ ↑ 2s 2 ↑↓ 1s 2 ↑↓ 2s Estado normal ↑↓ 1s Química 2 2 Estado hibridado ↑ ↑ ↑ 2p 3 Espacialmente, os quatro orbitais sp3 dirigem-se para os vértices de um tetraedro segundo ângulos de 109°28’. 2s 1 ↑ 1s 2 ↑↓ Estado ativado H 109°28’ p3 sp aç Hibridação Considere a molécula de metano ↑ 2p C H H 2sp 2 H H—C—H ↑ ↑ 2p 2 2p H 4 ligações σ (sp 3-s) ↑ ↑ 2s 1s H ↑ p puro ↑↓ Estado hibridado 6C = 1s 2 2s 2 ↑↓ ↑↓ s ↑ 2p 2 2s 2 ↑↓ 1s 2 ↑↓ 2p 2 ↑ ↑ p x py pz Os orbitais híbridos estão orientados numa geometria trigonal plana, segundo ângulos de 120°. ↑ Estado fundamental Representação da estrutura tetraédrica H r id p2 do carbono ar o Hibridação sp O carbono apresenta esse tipo de hibridação ao formar dupla ligação. Tem-se, então, uma hibridação Representação da estrutura trigonal plana Escola Estadual Azevedo Costa - 1 ANO Ensino Médio Alguns átomos são encontrados fazendo mais ligações covalentes do que permite seu número de orbitais semipreenchidos na camada de valência. Para explicar esse caso criou-se a teoria da hibridação ou mistura de orbitais. Segundo essa teoria, na camada de valência de certos átomos, mediante recebimento de energia, um elétron é promovido de um orbital completo para um orbital vazio do subnível mais energético subseqüente, constituindo o estado ativado desse átomo. Em seguida, ocorre a hibridação ou “mistura” desses orbitais. Dessa mistura resultam orbitais com forma, energia e orientações espaciais diferentes dos originais. Esses orbitais denominam-se híbridos. 1 Ligações químicas I Seja a molécula do etano (C2H4). p puro π C 2H 4 p do carbono arrb b o Hibridação aç sp O carbono apresenta hibridação sp, quando faz tripla ligação ou duas duplas. ↑ ↑ 2p 2 σ (sp 2-sp2 ) σ σ (sp 2 -s) H— C— —C 2s 2 ↑↓ 1s 2 ↑↓ (sp 2 -s) p puros Estado fundamental 2s 1 ↑ 1s ↑↓ π sp (p puro) ↑ 2p 2 Representação da estrutura linear 2s σ (sp2 -s) H ↑ ↑ ↑ 2sp 120° B sp 180° Estado ativado H BH 3 σ (sp-s) π σ (sp-s) ↑ ↑ ↑ 2p 3 H O boro ( 5B — 1s 2 2s 2 2p 1) também apresenta hibridação sp 2, porém sem a presença do p puro. Exemplo: BH 3 Química 2 2 σ (sp-sp) H — — — H Observa-se que dois orbitais p permanecem inalterados (não-híbridos) para formar as ligações π. O ângulo entre os orbitais híbridos é 180° e a geometria, linear. Etino (acetileno): C 2H 2 — H—C— —C—H O berílio (4Be — 1s2 2s2) também apresenta esse tipo de hibridação, porém, sem a presença dos p puros. Exemplo: BeH 2 (H — Be — H). ↑↓ 1s Estado hibridado H u od e hibridação id Resumo de Elemento Hibridação e ligações σ Carbono com quatro ligações simples Geometria molecular Cl sp3 σ p-s 109°28’ p-s 4 ligações σ 3 -p p3 3 p sp C Carbono com uma ligação dupla e duas simples σ π C sp2 σ H 120° s-s 3 σ e 1π Exemplos: SiH4 GeCl 4 Cl Trigonal plana s-s 2 -s p2 2 p C sp 2 -sp 2 π sp C σ sp σ π C sp 180° σ π O 2 σ e 2π O σ Água H p-sp π C C sp-p π π sp-p π BF 3 AlCl 3 Ga l 3 N Be O BeH 2 Exemplo: Angular em v σ 104°30’ sp 3 H s-sp Al, B, Ga Exemplos: H Linear 2 σ e 2π Carbono com duas duplas ligações especial H sp 3 especial O H Piramidal σ (sp 3 -s) 107°18’ H σ (sp3 -s) — H 3 -s N H H p σ (s — ) σ( sp 3 -s) 3 s) p - N H HH σ (sp 3 -s) σ (s Amônia C π σ π H sp 2 -s H Carbono com uma ligação tripla e uma simples Orbitais híbridos Si e Ge Cl sp 3 -p Cl σ Outros casos Tetraédrica espacial σ C σ Ângulo H Molécula formada por quatro átomos será trigonal plana se, no átomo central, não se encontrarem pares de elétrons livres. Caso contrário, a molécula será piramidal. H H B H H C Si H H H N H H H CH 4 SiH 4 — H — — Molécula formada por três átomos será linear se, no átomo central, não se encontrarem pares de elétrons livres (que não estão fazendo ligação). Caso contrário, a molécula será angular. —O O— —C— CO 2 Molécula formada por cinco átomos, com presença de um átomo central, será tetraédrica. Ligações químicas II O — H H2O — ia molecular lar Geometria Pode-se determinar a geometria de muitas moléculas baseando-se no número de átomos ligantes e no número de elétrons utilizados pelo átomo central. Molécula formada por dois átomos será sempre linear. H—H H — Cl H2 HCl H BH 3 H H NH 3 lo r ia Alotropia Alotropia é o fenômeno em que um mesmo elemento químico pode formar diferentes substâncias simples. O elemento carbono é encontrado na natureza sob diferentes formas: várias espécies de carvão, substâncias amorfas e duas estruturas cristalinas bem definidas — o diamante (hibridação sp3) e a grafite (hibridação sp2). Tais formas denominam-se variedades alotrópicas do carbono. Química 2 2 O óleo que vasa das refinarias de petróleo não se mistura com a água dos rios, por ser o óleo uma substância apolar, enquanto as moléculas de água são bastante polares. POLARIDADE DAS LIGAÇÕES Quando dois átomos fazem uma ligação covalente, o par eletrônico compartilhado fica sujeito à atração simultânea desses átomos. Se os átomos ligantes apresentarem a mesma eletronegatividade, o par eletrônico compartilhado não se deslocará, originando a ligação covalente apolar. H2 Rio Barigüi, afluente do Iguaçu, transformado num rio de óleo após acidente em refinaria da Petrobras, em Araucária (PR). H x H Ligação apolar Quando átomos de diferentes eletronegatividades se combinam, pode ocorrer o deslocamento do par eletrônico compartilhado na direção do elemento mais eletronegativo, originando a ligação covalente polar. Esse deslocamento provoca o aparecimento de uma carga parcial negativa (representada por δ – ) em torno do elemento mais eletronegativo e uma carga parcial positiva (representada por δ+) em torno do elemento menos eletronegativo. δ– δ+ H x → µ Cl Ligação polar HC l Diz-se, então, que a ligação apresenta um momento (µ) dipolar com cargas elétricas positivas e negativas. A polarização da ligação é representada por um vetor (µ) com direção, sentido e intensidade (diferença de eletronegatividade). Para auxiliar na determinação da polaridade de ligações, observe a seqüência seguinte. F > O > N, Cll > Br > I, S, C > P, H Cresce a eletronegatividade CO 2 δ– δ+ δ+ δ– O=C=O → → µ2 µ1 Escola Estadual Azevedo Costa - 1 ANO Ensino Médio Ligações químicas II 3 Ligações químicas II POLARIDADE DE MOLÉCULAS É calculada pelo vetor momento dipolar resultante (µR). ol c a apolares a ol e Moléculas São aquelas cujo momento dipolar resultante é nulo. H2 H — H µR = 0 CO 2 O=C=O µ1 µ2 µ1 + µ2 = 0 Química 2 2 ça dipolo–dipolo p p Forças Interações dipolos permanentes ou forças dipolo-dipolo são forças de atração que ocorrem entre moléculas polares, com a extremidade negativa de uma molécula atraindo a extremidade positiva de outra. Exemplo: HCl sólido. δ + δ – H — Cl δ + – H — Cl Apresentam momento dipolar resultante não-nulo. O HCl sólido origina cristais dipolares. → H+ µ→ R→ µ → µ 1 N —3 — H→ H µ2 H → → →+µ →+µ µ 1 2 3 = µR → ≠ 0, molécula polar µ R µ→ R→ µ → µ 1 O —2 H 2O — H H → → → µ1 + µ2 = µR → ≠0 µ R Pontes de hidrogênio e W Waals aals Forças de d Van der Dipolos induzidos, temporários, forças de London ou forças de Van der Waals ocorrem entre moléculas apolares que, momentaneamente, são polarizadas e passam a induzir as moléculas vizinhas à polarização, como no gelo seco — CO2(s). + + + Forças dipolo-dipolo São aquelas cujo momento dipolar resultante é não-nulo. (µ R ≠ 0). NH 3 δ – – – + + + – – – + + + Dentre as forças intermoleculares, as de Van der Waals são as menos intensas. LIGAÇÃO METÁLICA Ligação metálica ocorre entre metais por meio de elétrons livres. Pontes de hidrogênio ou interações ou ligações de hidrogênio são forças de atração que ocorrem entre moléculas polares que apresentam hidrogênio ligado a elemento muito eletronegativo: F, O e N. As pontes de hidrogênio são as forças intermoleculares mais intensas. Os cátions metálicos mantêm-se unidos pela atração do mar de elétrons. e hidrogênio i og Po ontess de R a de e solubilidade b i Regra Substância polar dissolve-se em substância polar. Substância apolar dissolve-se em substância apolar. Água (polar) e óleo (apolar) são líquidos imiscíveis, ou seja, não se misturam. – – – Os metais apresentam tendência em doar elétrons, tornando-se cátions. Por causa dos baixos valores do potencial de ionização, os elétrons de valência dos metais soltam-se e deslocam-se entre os cátions metálicos, formando uma nuvem eletrônica ou mar de elétrons. Metal é um aglomerado ordenado de íons positivos mergulhados numa nuvem de elétrons livres, como, por exemplo, o sódio metálico. → Cl – — 4 Moléculas ol c a polares p Forças que se estabelecem entre moléculas vizinhas quando nos estados físicos sólido ou líquido. Uma maneira prática de se reconhecerem moléculas apolares é: — molécula formada por átomos de um só elemento. Exemplos: O 2, F 2, O 3. — molécula formada por dois elementos, sendo um deles C, B, Be, Si ou Ge. Exemplos: BF 3, CO 2, BeH 2. FORÇAS INTERMOLECULARES Na + Na + Na + Na + Na + Na + Ligas metálicas São misturas sólidas de dois ou mais elementos com predominância de metais. — Aço: ferro (98,5%) e carbono (0,5 a 1,5%). — Aço inox: 74% de aço, 18% de cromo e 8% de níquel. — Duralumínio: 95,5% de alumínio, 3% de cobre, 1% de manganês e 0,5% de magnésio. — Solda de estanho (elétrica): 67% de chumbo e 33% de estanho. — Ligas monetárias: 75% de cobre e 25% de níquel; usadas em moedas. — Ouro 18 quilates: ouro (75%), prata (12,5%) e cobre (12,5%). — Bronze: 90% de cobre e 10% de estanho. — Amálgama: ligas metálicas com mercúrio. Ligações químicas III Esse tipo de ligação permite que os metais sejam bons condutores de calor e eletricidade, apresentem alto ponto de fusão, resistência à tração, sejam maleáveis e dúcteis e ainda tenham brilho. Ligações químicas III Antigamente o termo oxidar era usado para indicar reação com oxigênio (o ferro ao oxidar enferruja). Ao observar que quase todos os elementos “perdem” elétrons ao reagirem com oxigênio, o termo oxidar foi estendido ao ato de ceder elétrons em ligações químicas. A pintura protege a lataria dos automóveis do contato com o oxigênio do ar, que causa ferrugem. Quando ocorre uma ligação iônica, um átomo entrega elétrons a outro, transformando-se em cátion. Dizse, então, que sofreu oxidação. O outro átomo recebe elétrons, transformando-se em ânion. Diz-se que sofreu redução. O cátion adquire carga real positiva (valência) e o ânion, carga real negativa (valência). Oxidar é perder elétrons, aumentando o nox. Nos compostos covalentes, o nox corresponde à carga aparente adquirida pela polarização da ligação. Podese imaginar a quebra da ligação covalente, ficando os elétrons compartilhados com o elemento mais eletronegativo. O par de elétrons desloca-se na direção do elemento mais eletronegativo. HCl Reduzir é ganhar elétrons, diminuindo o nox. Na + NaCl – Cl → nox = +1 → nox = –1 Número de oxidação ou nox é a carga elétrica real ou aparente que um átomo adquire quando faz ligações químicas. Nos compostos iônicos, o nox corresponde à carga real do íon. Na +Cl– → o sódio (1A) cede um elétron para o cloro (7A). Tem-se, portanto, uma carga real +1 para o Na e –1 para o cloro. + Na x 3+ → Al2O 3 Al 2– → O xx – x Cl x xx nox = +3 nox = –2 – H+ Cl Menos eletronegativo Mais eletronegativo H + → nox = +1 HCl – Cl → nox = –1 NÚMEROS DE OXIDAÇÃO USUAIS Conforme o número de elétrons na camada de valência dos elementos representativos (famílias A) da tabela periódica, pode-se prever o número de elétrons cedidos ou recebidos em uma ligação e, conseqüentemente, os seus nox, como na tabela a seguir. Famílias Nox máximo (elétrons cedidos) Nox mínimo (elétrons recebidos) 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 –4 –3 –2 –1 Pode-se observar que: nox máximo = número da família nox mínimo = número da família – 8 Química 2 2 Escola Estadual Azevedo Costa - 1 ANO Ensino Médio Número de oxidação 5 — O nox de um íon é sua própria carga. K+ nox = +1 Al 3+ nox = +3 Mg 2+ nox = +2 — O nox dos átomos de uma substância simples é igual a zero. Na 0, Fe 0, H 20, O 20 H x H Ligação covalente apolar nox igual a zero — A soma algébrica de todos os nox dos átomos de uma molécula é sempre igual a zero. H — Cl = 0 +1 –1 Para determinação do nox em moléculas ou em grupamentos iônicos pode-se fazer uso da tabela a seguir. Ácido nítrico (HNO3) H N O3 +1 x –2 nox de cada átomo nox total +1 x –6 +1 + x – 6 = 0 x = –1 + 6 x = +5 (nox do hidrogênio) Íon Iodato (IO3–) I O3 –1 F Cl Br I DOS –2 O S Se Te ÂNIONS –3 NP x –2 +1 Li Na K Rb Cs Fr Ag x –6 +2 Be Mg Ca Sr Ba Ra Zn Cd +3 Al Bi NOX +4 Si x – 6 = –1 x = –1 + 6 x = +5 (nox do iodo) DOS +1 +2 Cu Hg CÁTIONS +1 +3 Au +2 +3 Fe Co Ni Cr +2 +4 Sn Pb Mn Pt +3 +5 As Sb Variáveis Sempre que forem os mais eletronegativos nox de cada átomo nox total Determine os números de oxidação (nox) dos elementos destacados. d) Cl 2O 5 a) NaBr b) H 2CrO 4 e) SO 2– 3 Cl O — Química 2 2 Brometo de potássio: (K Br) +1 –1 = 0 NOX Fixos 6 Hidrogênio → nox +1, exceto nos hidretos metálicos, em que é –1. Oxigênio → nox –2, exceto em peróxidos, em que é –1, e superóxidos, em que é –1/2. c) CaCO 3 f) Cl — C 1 — C 2= — Ligações químicas III REGRAS PRÁTICAS PARA DETERMINAÇÃO DO NOX H — Cl Funções químicas I Funções químicas I Desde o século XVII os cientistas começaram a classificar as substâncias químicas de acordo com suas funções. Robert Boyle (1627—1691) criou o conceito de ácido (toda substância com sabor azedo) e base (substância com sabor amargo). Ácidos e bases mudam a cor de certos corantes vegetais. Gay-Lussac (1778—1850) acrescentou a teoria de que ácidos e bases se neutralizam originando sais. O sueco Svante Arrhenius (1859—1927) propôs que ácidos sofrem ionização em água, liberando como cátion o íon H + e que bases liberam como ânion o íon OH –. Ácidos e bases são funções químicas. Função química é o conjunto de substâncias com propriedades químicas semelhantes. As principais funções inorgânicas estudadas são: ácidos, bases, sais e óxidos. Ácidos Fórmula geral: H tem nox +1. Cada íon H + liberado por um ácido em meio aquoso constitui o hidrogênio ionizável. + + x Cl + H x O x HIDRÁCIDOS Para a nomenclatura dos hidrácidos, escreve-se a palavra ácido seguida do nome do elemento ou grupo eletronegativo, acrescentando a terminação -ídrico. Hn X–n Por produzir íons, ácidos em água tornam-se eletrólitos (conduzem corrente elétrica). H De acordo com a presença ou não de oxigênio nas moléculas, os ácidos dividem-se em hidrácidos (sem oxigênio) e oxiácidos (com oxigênio). H H x H O x + x Cl H ácido + elemento + ídrico HCl = ácido clorídrico HBr = ácido bromídrico HCN = ácido cianídrico HNC = ácido isocianídrico H3[Fe(CN) 6 ] = ácido ferricianídrico H 4[Fe (CN) 6 ] = ácido ferrocianídrico OXIÁCIDOS Equação q ç o de d iionização z ã HCl + H 2 O H 3O + + Cl– Conforme o nox do elemento central da fórmula, os oxiácidos apresentam terminação -ico (nox maior) ou -oso (nox menor), podendo ainda apresentar os prefixos hipo- (abaixo de) e per- (acima de). HNO 3 + H 2O H 3O + + NO 3– o n a Nomenclatura H 2S + 2H2O 2 H 3O + + S 2– N P S 3 H 3O + + PO 43 – Cl As Cr * Br Sb Mn * H3 H2 H nX –n + nH 2O nH 3O + + H 3PO 4 + 3H 2O X –n Elementos Todos os hidrogênios das moléculas dos hidrácidos são ionizáveis. Nos oxiácidos, somente os hidrogênios que se ligam ao elemento central através de oxigênios. Ácido sulfúrico (H 2SO 4) — O — S — O—H O—H H2O O— O — O— — S — O– H+ O– H+ Química 2 2 I Nº de H no ácido Nome do ácido H HIPO..............OSO +1 — ......................OSO +3 +4 .......................ICO +5 +6 PER................ICO +7 +7 * Quando esses elementos apresentarem o prefixo per(nox +7), suas fórmulas terão somente um hidrogênio. Escola Estadual Azevedo Costa - 1 ANO Ensino Médio Segundo Arrhenius, ácidos são compostos moleculares que, em presença de água, sofrem ionização, liberando como único íon positivo o cátion H 3O +, denominado hidrônio ou hidroxônio (simplificadamente representado por H + ). 7 Funções químicas II +5 HNO 3 = ácido nítrico +3 HNO 2 = ácido nitroso +1 H 3PO 2 = ácido hipofosforoso +7 HClO 4 = ácido perclórico Para elementos que não constam na tabela de nomenclatura, adota-se a terminação -ico quando o nox do elemento central coincidir com o número da família a que ele pertence na tabela periódica (nox máximo). +4 H 2CO 3 = ácido carbônico Os refrigerantes contêm H 2CO 3, que, após a abertura do recipiente, se decompõe em H 2O e CO 2, originando as bolhas de gás carbônico. +4 H 4SiO 4 = ácido silícico +3 H 3BO 3 = ácido bórico 8 Química 2 2 Escreva os nomes dos ácidos a seguir. a) HI Alguns elementos formam oxiácidos que diferem entre si pelo grau de hidratação de suas moléculas e recebem os prefixos orto-, piro- e meta-. Prefixo ortoIdentifica a molécula que apresenta o maior grau de hidratação. H 3PO 4 = ácido ortofosfórico H3AsO 4 = ácido ortoarsênico ef m aPrrefixo metaIndica a menor hidratação da molécula (uma molécula de água a menos que o orto). H P O 4 ácido ortofosfórico – 3 H2 O H P O3 ácido metafosfórico ef o pirop Prrefixo Indica grau médio de hidratação. Corresponde à retirada de uma molécula de água de duas moléculas de ácido orto. 2 x H3PO 4 = H P O – 6 2 8 H2 O H 4 P 2 O 7 ácido pirofosfórico c) H 2SO 4 b) HClO Funções químicas II Ácidos Vários refrigerantes apresentam ácido fosfórico, cujo excesso no organismo humano pode favorecer o desenvolvimento da osteoporose. CLASSIFICAÇÃO n o ao número ú e hidrogênios i og os ionizáveis n Quanto de A classificação dos ácidos baseia-se em critérios como número de hidrogênios ionizáveis, grau de ionização (força), presença de oxigênio e outros. — Monoácidos ou monopróticos: um hidrogênio ionizável — HCl, HNO 3, H 3PO 2. — Diácidos ou dipróticos: dois hidrogênios ionizáveis — H2S, H2SO4, H3PO3. — Triácidos ou tripróticos: três hidrogênios ionizáveis — H3PO4, H3 [Fe(CN)6]. n à presença r s a de e oxigênio g o Quanto — Hidrácidos: ácidos que não apresentam oxigênio em suas fórmulas — HBr (ácido bromídrico), H 2S (ácido sulfídrico). — Oxiácidos: ácidos que apresentam oxigênio em suas fórmulas — H 2SO 4 (ácido sulfúrico), H 3PO 4 (ácido fosfórico). O ácido clorídrico, presente em nosso estômago, é um hidrácido. Quanto à força A força de um ácido mede-se pelo grau de ionização (α), que indica a porcentagem de moléculas que sofrem ionização no meio aquoso. Número de moléculas ionizadas α= Número de moléculas inicialmente dissolvidas α= 95 → α = 0,95 ou 95% 100 Logo, HI é um ácido forte. Quanto maior o α, maior o número de moléculas ionizadas; também será maior a concentração de íons no meio, portanto mais forte o eletrólito. Na prática, pode-se estabelecer: Hidrácidos Fortes HI (aq) (95%), HBr (aq) (93%), HCl (aq) (92%) Semifortes HF (aq) (8,5%) Fracos todos os demais: HCN, HNC, H 2S Oxiácidos Para oxiácidos de fórmula H x EO y calcula-se a força pela diferença entre o número de oxigênios (y) e o número de hidrogênios ionizáveis (x). Força = y – x. — Binários: HCl, HF, H 2 S — Ternários: H 2SO 4, HCN — Quaternários: H 3 [Fe(CN) 6] u n oa on de ebulição l Quanto ao ponto São voláteis os ácidos que apresentam baixo ponto de ebulição e fixos os de alto ponto de ebulição. Os hidrácidos, como o HCN, em geral são bastante voláteis. Fixos PE HCl (aq) –85°C H2SO 4(aq) 340°C H 2S (aq) –59,6°C H3PO 4(aq) 213°C HNO 3(aq) –86°C H3BO 3(aq) 185°C Voláteis PE Alguns ácidos sofrem decomposição em condições próximas às ambientais; classificam-se como instáveis e devem ser memorizados. [H 2CO 3(aq) ] → H 2O + CO 2(g) Ácido carbônico → H 2O + SO 2(g) [H 2SO 3(aq)] Ácido sulfuroso y–x=3 muito forte: HClO 4 PROPRIEDADES y–x=2 y–x=1 forte: H 2SO 4 semiforte: H 3PO 4, H3PO 3, H3PO 2 y–x=0 fraco: H 3BO 3, H2CO 3 (exceção) Os ácidos têm sabor azedo; conduzem corrente elétrica em meio aquoso; tornam vermelho o papel de tornassol; deixam a solução incolor na presença de fenolftaleína e vermelha diante do metilorange. Funções químicas III Bases ou hidróxidos Genericamente, representam-se as bases por: M+n(OH1–) Muitos remédios utilizados no combate à gastrite, provocada pela elevada acidez estomacal, apresentam em sua composição hidróxido de magnésio (leite de magnésia) e/ou hidróxido de alumínio, substâncias de caráter básico cuja função é diminuir a acidez por neutralização do ácido. Bases ou hidróxidos são substâncias que, segundo Arrhenius, em presença de água sofrem dissociação, liberando como único íon negativo o ânion hidróxido (OH1–) ou hidroxila. Reage com H +, neutralizando o meio ácido. H2O Mg(OH) 2 NOMENCLATURA Bases de elementos de nox fixo Hidróxido + de + elemento NaOH → Hidróxido de sódio Mg(OH) 2 → Hidróxido de magnésio DEFINIÇÃO NaOH n Na 1+(OH1– ) 1 = NaOH Mg 2+(OH 1– ) 2 = Mg(OH) 2 Na +(aq) + OH –(aq) H2O Mg 2+(aq) + 2 OH –(aq) Al(OH) 3 → Hidróxido de alumínio Elementos com nox fixos 1A (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Ag) +1 2A (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn) +2 Al +3 Ag +1 Zn +2 Química 2 2 Escola Estadual Azevedo Costa - 1 ANO Ensino Médio Exemplo: a 25°C, de cada 100 moléculas de HI dissolvidas em água, 95 sofrem ionização. u n o ao a número m Quanto de elementos Funções químicas III Ácidos fortes → α > 50% Ácidos fracos → α < 5% Ácidos semifortes → 5% < α < 50% 9 Funções químicas III a e s de e elementos de nox variável a á e Bases Indicador Hidróxido + de + elemento + nox do cátion (em numerais romanos) Meio ácido Meio básico Papel de tornassol Azul Vermelho Fenolftaleína Vermelho Incolor CuOH → Hidróxido de cobre I Cu(OH) 2 → Hidróxido de cobre II Metilorange (alaranjado de metila) Amarelo Vermelho A nomenclatura também se dá por: Azul de bromotimol Azul Amarelo Extrato de repolho roxo Verde Vermelho ico maior nox oso menor nox hidróxido + elemento + Cu(OH) 2 → hidróxido cúprico CuOH → hidróxido cuproso Cátions de nox variável +1 +2 Cu, Hg +1 +3 Au +2 +3 Fe, Co, Ni, Cr +3 +5 As, Sb +2 +4 Pb, Pt, Sn, Mn CLASSIFICAÇÃO Os principais critérios de classificação para as bases são: 10 Química 2 2 O indicador fenolftaleína fica incolor em meio ácido e róseo em meio básico. O indicador metilorange fica vermelho em meio ácido e amarelo em meio básico. n o ao número ú e hidroxilas i ox ((OH 1–) Quanto de — — — — Monobase (1 OH–): NaOH Dibase (2 OH –): Ca(OH) 2 Tribase (3 OH –): Fe(OH) 3 Polibase (4 ou mais OH –) n à solubilidade u l a e em água a Quanto As bases de metais alcalinos (1A) e de amônio (NH 4OH ) são bastante solúveis. Exemplo: NaOH As bases de metais alcalino-terrosos (2A) são pouco solúveis. Exemplo: Ca(OH) 2 As demais bases são praticamente insolúveis. Exemplo: Al(OH) 3 O hidróxido de magnésio, Mg(OH) 2 , faz exceção, sendo praticamente insolúvel. O indicador azul de bromotimol fica amarelo em meio ácido e azul em meio básico. Bases de importância comercial Fórmula e nome Hidróxido de sódio (NaOH) n à força Quanto — Bases fortes: essencialmente iônicas, atingem grau de dissociação próximo de 100%. Correspondem às bases de metais alcalinos e alcalino-terrosos. Exemplos: NaOH, KOH. — Bases fracas: de caráter iônico menos acentuado. (Dissociação inferior a 5%). Nesse grupo estão as demais bases. PROPRIEDADES As bases apresentam sabor cáustico (banana verde), conduzem a corrente elétrica quando em solução aquosa e agem sobre indicadores orgânicos, apresentando coloração característica. Hidróxido de potássio (KOH) Hidróxido de cálcio (Ca(OH) 2) Nome usual Soda cáustica Potassa cáustica Cal extinta, cal hidratada, cal apagada Hidróxido de magnésio (Mg(OH) 2) Hidróxido de alumínio (Al(OH) 3) Hidróxido de amônio (NH4OH) Aplicações Fabricação de sabões Fabricação de sabões, baterias Construção civil (argamassa) Antiácido estoma- Leite de magnésia — Amoníaco cal, laxativo Antiácido estomacal, tratamento de água Limpeza doméstica, fertilizantes. Ca +2(OH1– ) 2 + 2 H +Cl– sal normal Ao se adicionarem algumas gotas de limão (ácido) em uma solução diluída de NaOH, colorida com fenolftaleína, observa-se a mudança de cor, decorrente da neutralização da base pelo ácido. Bases reagem com ácidos originando água e um composto iônico classificado como sal. Essa reação denomina-se neutralização. Para 2 OH – são necessários 2H + 1+ Ca +(OH 1–) 2 + H2SO 42 – 2 OH – Ca 2+ SO 42– + 2 H 2O sal normal 2 H+ e u ra i ç o parcial a ci l Neutralização Neste caso haverá sobra de hidrogênios ionizáveis ou hidroxilas na fórmula do sal, formando sal ácido ou sal básico, respectivamente. Base + ácido → sal + água B + OH – + H + X – → B +X – + H 2 O Na +H +CO 32 – + H 2O sal ácido 1 NaOH + H 2CO 3 Para cada H + do ácido, um OH – da base. Na + OH – + HCl Ca +2Cl2–1 + 2 H 2 O Funções químicas IV REAÇÕES DE NEUTRALIZAÇÃO OU SALIFICAÇÃO Na OH + H — O — Na +Cl– + H 2O H—O Formação do sal (salificação) — C=O H—O Al(OH) 3 + H 2SO 4 — C = O + H 2O AlOHSO 4 + 2 H 2O sal básico Neutralização eu e u rra a i ç o total O OH – H + — O –— → S→ Al3+ OH –+ — O OH – H + — O – Quando todos os hidrogênios ionizáveis do ácido e todas as hidroxilas da base são neutralizados, haverá formação do sal normal ou neutro. + Na –O — AlOHSO 4 + 2 H 2 O Química 2 2 Funções químicas IV Sais são compostos iônicos formados por um cátion diferente do H+, e um ânion, diferente do OH–. Sua fórmula geral representa-se por: Carga do cátion Carga do ânion +x = –y By Ax Cátion A l 3+ 2– Ânion SO 4 3+ –2 Al (SO 4) 2 3 O bicarbonato de sódio, utilizado no combate à acidez, é um sal ácido que se obtém por meio de uma reação de neutralização parcial entre o ácido carbônico e o hidróxido de sódio. NaOH + H 2CO 3 NaHCO 3 + H 2 O Em contato com meio ácido, transforma-se em ácido carbônico (H 2CO 3 ), que sofre decomposição produzindo água e gás carbônico. NOMENCLATURA Principais ânions formadores de sais A nomenclatura dos sais faz-se com o nome do ânion seguido do nome do cátion. A denominação do ânion deriva-se do ácido que lhe deu origem, conforme a regra prática. Quanto ao oxigênio Terminação do ácido Terminação do sal Oxigenados Sem oxigênio ICO ATO OSO ITO ÍDRICO ETO 1– Cloreto Cl 1– Iodato IO 3 Brometo Br 1– Hipofosfito H 2PO 2 Iodeto I 1– Bicarbonato HCO 3 Sulfeto Carbonato CO 3 Fosfato PO 43– F 1– Nitrato NO3 Sulfito Nitrito Cromato Hipoclorito 1– NO 2 1– ClO3 ClO 1– Perclorato ClO4 Permanganato MnO4 Clorato Sulfato 1– 1– 1– 2– SO 4 2– SO 3 2– CrO 4 2– Cr 2O 7 S 2– Fluoreto 1– 1– Dicromato 2– Escola Estadual Azevedo Costa - 1 ANO Ensino Médio Sais 11 Funções químicas IV i normais n Sais i hidratados i a Sais Nome do ânion + de + nome do cátion (nox fixo) HCl Ácido clorídrico + NaOH Hidróxido de sódio → NaCl + H 2O Cloreto de sódio H 2SO 4 Ácido sulfúrico + 2 KOH Hidróxido de potássio → K 2SO 4 + Sulfato de potássio O sulfato de cobre anidro é um sal branco que, ao sofrer hidratação, se torna azul. H 2O Nome do ânion + de + nome do cátion + nox (numerais romanos) ou ICO (maior nox) Nome do ânion + nome do cátion + OSO (menor nox) CuSO 4 Possuem moléculas de água em sua estrutura. CuSO 4 . 5 H 2O → Sulfato cúprico pentaidratado Sulfato de cobre II Sulfato cúprico — Alúmen: KAl(SO 4) 2 . 12 H2O (pedra ume). É um sal duplo e hidratado. DISSOCIAÇÃO EM MEIO AQUOSO Os sais são compostos iônicos que, em presença de água, sofrem dissociação iônica. Separação de íons já existentes. NaCl Cu 2SO 4 Sulfato de cobre I Sulfato cuproso Química 2 2 Na +(aq) + Cl–(aq) H 2O Al2 (SO 4) 3 Sais ácidos 12 MgBr 2 H 2O Apresentam hidrogênios ionizáveis na sua estrutura. A nomenclatura segue a regra normal, acrescentando as palavras monoácido, diácido, triácido (conforme haja 1, 2 ou 3 H +) entre o nome do cátion e o do ânion. Pode-se, também, acrescentar os prefixos monoidrogêno (1 H+), diidrogêno (2 H+) antes do nome do ânion. Bicarbonato de sódio, NaHCO 3, é um sal ácido. NaKSO 4 Mg2+(aq) + 2 Br –(aq) H 2O H 2O 2 Al3+(aq) + 3 SO 42 –(aq) Na + (aq) + K + (aq)+ SO 42 –(aq) Solubilidade em água A solubilidade de um sal em água depende da temperatura e da pressão. Compostos NH 4+ e metais alcalinos Nitratos NO 3 Regra — Solúveis — – KHSO 4 Sulfato monoácido de potássio Monoidrogêno sulfato de potássio Nitritos NO2– Percloratos (ClO4–) NaH 2PO 4 Fosfato diácido de sódio Diidrogêno fosfato de sódio Acetatos Solúveis Haletos (Cl –, Br –, I–) Solúveis Sulfatos (SO 42–) Solúveis NaHCO 3 = bicarbonato de sódio (deriva do ácido carbônico H 2CO 3) Exceções Solúveis Solúveis Ag(CH3COO) – e CH 3COOHg Ag +, Pb ++, Hg 2++ Pb ++ e 2A NH 4+, alcalinos, Sais i básicos b s ccos os Apresentam hidroxilas em sua estrutura. A nomenclatura é semelhante à dos sais ácidos, substituindo-se as palavras ácido por básico e hidrogeno por hidróxi. MgOHCl Cloreto monobásico de magnésio Monoidróxi cloreto de magnésio Al(OH) 2 I Iodeto dibásico de alumínio Diidróxi iodeto de alumínio i d l Sais duplos Apresentam dois cátions ou dois ânions. NaKSO 4 → Sulfato (duplo) de sódio e potássio CaClBr → Brometo cloreto de cálcio Sulfetos (S 2–) Insolúveis alcalino-terrosos e (NH4) 2S Carbonatos (CO 3 Fosfatos (PO43–) 2– ) Oxalatos Insolúveis NH 4+ e alcalinos Hidróxidos (OH –) Óxidos PROPRIEDADES Os sais apresentam sabor salgado e, quase sempre, são venenosos. Na condição de compostos iônicos, são sólidos cristalinos que conduzem bem a corrente elétrica quando dissolvidos em água ou fundidos. Nome do composto Fórmula Características e usos NaCl Cloreto de sódio Sal de cozinha ou sal-gema. Amplamente utilizado na indústria, alimentação, conservação de carnes. NaNO 3 Nitrato de sódio (salitre do Chile) Fertilizantes. Dinamite em pólvora negra. Na 2CO 3 Carbonato de sódio (barrilha) Fabricação de vidro, sabões e detergentes. NaHCO 3 Bicarbonato de sódio Carbonato ácido de sódio Princípio ativo dos efervescentes no combate à hiperacidez estomacal. NaClO Hipoclorito de sódio Purificação e tratamento da água. Em piscinas. KMnO 4 Permanganato de potássio Desinfetante. Em descontaminação radioativa. KBrO 3 Bromato de potássio Fabricação de pães para aumentar o rendimento da massa. KNO3 Nitrato de potássio, salitre Em explosivos, fósforos. NH 4NO3 Nitrato de amônio, salitre da Noruega Fertilizantes, explosivos. AgNO 3 Nitrato de prata Em fotografia, anti-séptico. CaCO 3 Carbonato de cálcio, calcita, calcáreo Fabricação de vidro, adubos, cimento, pastas dentifrícias. Ca 3(PO 4) 2 Fosfato de cálcio Compõe 60% do peso dos ossos de um ser humano. Funções químicas V Sais de importância comercial Funções químicas V Óxidos O ar expelido dos nossos pulmões contém gás carbônico (CO2), um óxido ácido. Óxidos são compostos binários que apresentam oxigênio como elemento mais eletronegativo — Na2O, CO2, SO2, Al2O3. Apresentam oxigênio ligado a metal. Mn 2O 7, MnO 3 e CrO 3 são exceções, pois têm elevado caráter covalente. t en Metais de nox fixo Óxido + de + elemento Na2O — óxido de sódio CaO — óxido de cálcio t e nox n x variável iáv l Metais de Óxido + de + elemento + nox (numerais romanos) ou ico (maior nox) Óxido + elemento + oso (menor nox) FeO — óxido de ferro II ou ferroso Fe 2O 3 — óxido de ferro III ou férrico xi s moleculares e u s (covalentes)) Óxidos Apresentam oxigênio ligado a não-metal. CLASSIFICAÇÃO E REAÇÕES DOS ÓXIDOS De acordo com suas propriedades e comportamento em reações, os óxidos classificam-se em básicos, ácidos, anfóteros, neutros, duplos, peróxidos e superóxidos. xi s básicos á i Óxidos De caráter iônico, são formados por metais de nox baixo (+1, +2, +3), que reagem com água, formando bases, e com ácidos, formando sal e água. Na 2O — óxido de sódio CaO — óxido de cálcio MgO — óxido de magnésio CuO — óxido cúprico Cal virgem utilizada na construção civil. id o básicos ás o com o água Reação de ó óxidos Óxido básico + H2O → Base Na 2O Óxido de sódio + H2O → 2 NaOH Hidróxido de sódio CaO Óxido de cálcio + H2O → Ca(OH) 2 Hidróxido de cálcio Mono, di, tri... + óxido + de + mono, di, tri... + elemento NO N 2O N 2O3 N 2O5 — monóxido de mononitrogênio — monóxido de dinitrogênio — trióxido de dinitrogênio — pentóxido de dinitrogênio Escola Estadual Azevedo Costa - 1 ANO Ensino Médio NOMENCLATURA xi s iônicos i Óxidos xi Química 2 2 13 Funções químicas V o básicos com ácidos Reação de óxidos Óxido básico + ácido → sal + H 2O BaO + H2SO 4 → BaSO 4 + H 2O Óxido de bário Ácido sulfúrico Sulfato de bário os ácidos ou anidridos n r os Óxidos São óxidos moleculares (caráter covalente) constituídos por não-metais das famílias 4A, 5A, 6A e 7A ou metais de nox maior ou igual a 4 que reagem com água, formando ácidos e reagem com bases, formando sal e água. SO 2: dióxido de enxofre ou anidrido sulfuroso SO 3: trióxido de enxofre ou anidrido sulfúrico Cl2O5: pentóxido de dicloro ou anidrido perclórico Óxido ácido + água → ácido Óxido ácido + base → H 2CO 3(aq) → sal + água SO 3 + Ca(OH) 2 → CaSO 4 + H 2 O 14 Química 2 2 A queima de combustíveis fósseis (petróleo) provoca a emissão de gases para a atmosfera, dentre os quais o SO 2, que reage com o oxigênio atmosférico, transformando-se em SO3 (anidrido sulfúrico). O SO 3 reage com a água da chuva formando H 2SO 4 (ácido sulfúrico), uma forma de chuva ácida. Óxidos anfóteros xi os neutros e t os ou indiferentes i i s Óxidos São óxidos que não reagem com ácidos, bases ou água. São óxidos de não-metais, moleculares e gasosos. CO N2O NO — monóxido de carbono — monóxido de dinitrogênio — monóxido de mononitrogênio N 2O, o primeiro anestésico gasoso usado em cirurgias. Gás tóxico produzido em combustões incompletas provoca a morte. Peróxidos são óxidos que possuem grupo peróxi(— O — O —) ou O 2– 2 , com nox médio de cada oxigênio valendo –1, ligado a hidrogênio, metais alcalinos, alcalino-terrosos, zinco ou prata. H 2O2 — peróxido de hidrogênio CaO 2 — peróxido de cálcio Na 2O 2 — peróxido de sódio os duplos ou salinos a i Óxidos os l ou Óxidos iônicos sólidos de metais com nox médio fracionário, os óxidos duplos ou salinos formam-se pela associação de dois outros óxidos do mesmo elemento. Apresentam fórmula geral E3O 4. Fe 3O4 → FeO + Fe 2O 3 Óxido duplo de ferro II e ferro III ou óxido férrico-ferroso Pb 3O 4 2 PbO + PbO 2 → São óxidos de comportamento duplo, pois, diante de ácidos fortes, atuam como bases e, em reação com bases fortes, atuam como ácidos. ZnO — óxido de zinco Al2O 3 — óxido de alumínio Cr 2O3 — óxido crômico A t ç s Anotações — óxido mangânico — óxido plumboso — óxido de estanho IV ou estânico r Peróxidos SO 3 + H 2O → H 2SO 4(aq) CO 2 + H 2O MnO2 PbO SnO2 Óxido duplo de chumbo II e chumbo IV ou óxido plúmbico-plumboso Química 2 Química 2 Testes Ligações químicas I I. Envolve a promoção de um elétron do subnível 2s para o 2p. II. Ocorre a hibridação de três dos quatro orbitais envolvidos. III. Ocorre mistura dos quatro orbitais envolvidos, sendo um s e três p. IV. Ocorre geometria tetraédrica dos orbitais híbridos formando ângulo de 109 o28'. São corretas apenas as afirmações: a) b) c) I e II II e III I, III e IV d) e) II e IV I e IV O — H — C—— O—H d) e) 3. (Fempar—PR) Na molécula de hidreto de berílio, têm-se orbitais de ligação, híbridos que formarão, no espaço, ângulo igual a , o que implica que a molécula tenha configuração espacial . Os termos que preenchem, corretamente, as lacunas são: Dados: a) b) c) a) b) c) d) 9 Be; 1 H7 4 1 a) b) c) e) 3, sp 2, 60º, trigonal 3, sp 3, 109º28', tetraédrica 4. (Unioeste—PR—Adaptado) Sobre o composto responsável pelo sabor de banana em alimentos, é correto afirmar: H H H H H O H — — — — — — — — H—C—C—C—C—C—O—C—C—H — — — — — — H H H H H H Num orbital molecular, os elétrons pertencem a dois átomos ligantes. Na molécula de Cl2, temos uma covalente sigma (p–p). O carbono com duas ligações covalentes duplas é híbrido do tipo sp. N 2, CO 2, HCN e H 2 são moléculas de geometria linear que apresentam duas sigmas (p–p) cada. Os hidretos de calcogênios (H 2X) são moléculas de geometria angular, que apresentam duas σ(s–p). 7. Os elementos boro (B) e berílio (Be) fazem ligações covalentes explicadas pela teoria da hibridação de orbitais, como, por exemplo, no fluoreto de berílio (BeF2) e no cloreto de boro (BCl3). Com relação às moléculas citadas no texto, é correto afirmar: a) b) c) d) 2, sp, 90º, angular d) 2, sp, 180º, linear e) 2, sp 2, 120º, trigonal Na grafite, o ângulo entre as ligações é 109º28'. No diamante, o ângulo entre as ligações é 120º. O diamante possui alto ponto de fusão e baixa dureza. Alotropia é o fenômeno em que um mesmo elemento químico forma diferentes substâncias compostas. No diamante, cada carbono é rodeado tetraedricamente por 4 átomos de carbono. Química 2 2 6. Analise as afirmações a seguir, referentes às ligações químicas e assinale a alternativa incorreta. d) Seu carbono está hibridado na forma sp 3. Há 3 ligações sigma e 2 π. O ângulo entre os orbitais híbridos do carbono é de 109º28'. Existem 2 ligações σ (p–sp 2). Há 2 ligações σ (s–p). Há 5 carbonos hibridizados na forma sp 3. Há 2 carbonos hibridizados na forma sp 2. Há 14 ligações sigma s–sp 3 . Há 5 ligações sigma sp 3–sp 3 . No penúltimo carbono, da esquerda para a direita, há ligações sigma p–p e π, feitas com os oxigênios. 5. Há substâncias nas quais existe um enorme número de átomos unidos por ligações covalentes, denominadas macromoléculas. A grafite e o diamante, por exemplo, são variedades alotrópicas do elemento carbono. Considerando que, na grafite, os carbonos têm hibridação sp 2 e, no diamante, sp 3, assinale a única asserção correta. e) 2. O ácido fórmico é um líquido incolor de odor forte e irritante. Empregado como mordente (auxilia a fixação de corantes em tecidos), removedor de sais de cálcio em curtumes e antiséptico, é encontrado nas formigas vermelhas, nas abelhas, na urtiga e no pinheiro. Dada sua fórmula estrutural, determine a afirmação verdadeira. a) b) c) a) b) c) d) e) e) No fluoreto de berílio há ligações σ (sp 3–s), e a molécula tem geometria linear. No cloreto de boro há ligações σ (sp 2–p) e a molécula tem geometria trigonal plana. Nos dois casos têm-se hibridação sp 2 com geometria trigonal plana. No fluoreto de berílio, o flúor não completa oito elétrons na camada de valência. O cloreto de boro tem geometria tetraédrica espacial. 8. A seguir são mostradas algumas fórmulas moleculares e suas geometrias moleculares: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. SiF 4 — tetraédrica SiH 4 — tetraédrica espacial com 4 ligações σ (s–sp 3 ) PCl 5 — bipiramidal — trigonal SF 2 — octaédrica BeH 2 — angular BCl 3 — piramidal CH 4 — linear Escola Estadual Azevedo Costa - 1 ANO Ensino Médio 1. A teoria da hibridação de orbitais foi criada para justificar o fato de certos átomos fazerem mais ligações do que permitem seus orbitais incompletos na camada de valência, como acontece, por exemplo, com os elementos carbono, boro e berílio. A respeito da hibridação do tipo sp 3 no átomo de carbono, são feitas as afirmações. 1 9. 1—2—3—5 2—4—5—6—7 1—2—4—6—7 d) e) 3—4—5—7 1—2—3 Com relação à geometria molecular, são feitas as afirmações. I. II. a) b) c) apenas I e III apenas II e III apenas I, II e V d) e) apenas II, III, IV e V apenas III, IV e V 10. (Cefet—PR) A reação química entre a água e um ácido origina o íon hidrônio. Com relação a esse íon, podemos afirmar: a) b) c) d) e) Química 2 2 11. Indique o tipo de ligação molecular numerada que ocorre na estrutura a seguir. 1 — — C— CH H 2C — C— H2 C— — C H2 CH 3 CH — CH 3 — — — — — — H 2 CH 3 CH 2 C— CH– CH— — – H 2C — C C CH H2 CH— C— — CH 2 HO — C — C — H2 H 13. (UFPR—Adaptado) Montando as fórmulas estruturais planas, determine o tipo de hibridação e a geometria das espécies moleculares BH 3, CCl 3 H, NH 3 e CO 2 . 14. Um dos poluentes emitidos pela combustão dos automóveis e pelas indústrias é o anidrido sulforoso (SO 2). Na atmosfera, ele reage com oxigênio formando o anidrido sulfúrico (SO3). Este, por sua vez, reage com água produzindo ácido sulfúrico (H 2 SO 4), um dos componentes da “chuva ácida”. Monte as fórmulas estruturais planas para as substâncias químicas citadas no texto, indicando suas geometrias moleculares. H 3 — — Cl 2 6 8 H — C — C — N— —N—H — ——– 2 Apresenta geometria molecular trigonal e uma ligação dupla. Apresenta geometria molecular trigonal e uma ligação coordenada. Apresenta geometria molecular piramidal e uma ligação dupla. Apresenta geometria molecular piramidal e uma ligação coordenada. Apresenta geometria molecular linear e uma ligação dupla. H 2 CH 3 H2 C —— CH — São corretas: H 3 C— — Toda molécula biatômica é linear. No metano (CH4) encontramos quatro ligações covalentes σ (sp 3–s) e uma geometria tetraédrica espacial. III. A molécula de H 2O apresenta geometria linear. IV. Toda molécula formada por três átomos, sendo um central, é linear. V. A estrutura do hidreto de boro (BH 3) apresenta geometria trigonal plana. — a) b) c) 12. (UFPR—Adaptado) O excesso de colesterol no sangue pode provocar doenças cardiovasculares. A concentração recomendável fica abaixo dos 200 miligramas para cada 100 ml de sangue. As comidas ricas em gordura contribuem para o acúmulo de colesterol no sangue. Analise a fórmula do colesterol a seguir e marque como resposta o número de carbonos híbridos na forma sp 3. 4 7 H O — H 5 Ligações químicas II 1. (Acafe—SC) Para formar moléculas diatômicas a partir de átomos iguais, o tipo de ligação química é: a) b) c) d) e) 2. a) b) c) eletrovalente. covalente polar. iônica. metálica. covalente apolar. (Unilasalle—RS) Dentre as moléculas: CeF CeC 4. (UEPG—PR—Adaptado) Sobre as seguintes geometrias moleculares, assinale o que for incorreto. — O N F O— —C—O — — H H H H B H — F F — — I e III I e IV III e IV d) e) — CH 4 H2O CO 2 NH 3 são apolares, embora formadas por ligações polares: a) b) c) CeN CeB SeO — I. II. III. IV. 3. (Unimep—SP) A partir da posição dos elementos na tabela periódica, a ligação mais polar é aquela que se estabelece entre: — Testes Assinale a alternativa que representa apenas os itens em que fórmula e geometria molecular estão associadas corretamente. d) e) II e IV II e III a) b) c) d) e) → O composto CO 2 é apolar, porque µ = 0. Os compostos NH 3 e H 2O são moléculas polares. Os compostos BF 3 e CO 2 são apolares. → Os compostos H2O e NH3 são moléculas polares, pois µ ≠ 0. O composto BF 3 é molécula apolar porque suas ligações são covalentes apolares. NaOH H 2CO HCO 2K d) e) H 3 COH CO 2 a) b) c) d) e) 6. Muitas propriedades químicas das substâncias só puderam ser explicadas após o estudo da geometria molecular. A estrutura tetraédrica dos carbonos, por exemplo, pode explicar a capacidade de esse elemento formar longas cadeias, a estrutura cristalina do diamante e outras tantas. A seguir, são feitas algumas afirmações referentes às ligações químicas e à geometria de moléculas, das quais uma está incorreta. Assinale-a. a) b) c) d) e) A molécula de CCl 4 apresenta 4 ligações covalentes σ (sp 3–p) e geometria tetraédrica espacial. No composto NH 4Cl há ligações covalentes e iônicas. A molécula de H 2O é linear polar. Na estrutura do BH 3, há ligações covalentes σ (sp2–s) separadas entre si por ângulos de 120º. A molécula de HF apresenta caráter iônico mais acentuado que a de HCl. 7. (PUC—RJ) Qual força é responsável pelo fato de o gelo (água sólida) flutuar no próprio líquido? a) b) c) Ligação covalente. d) Ponte de hidrogênio. e) Força de Van der Waals. Ligação iônica. Ligação metal–metal. 8. (PUC—PR) O dióxido de carbono, presente na atmosfera e nos extintores de incêndio, apresenta ligação entre seus áto, e suas moléculas estão unidas mos do tipo por . Os espaços são corretamente preenchidos pela alternativa: a) b) c) d) e) covalente covalente covalente covalente covalente apolar — forças de Van der Waals apolar — atração dipolo-dipolo polar — pontes de hidrogênio polar — forças de Van der Waals polar — atração dipolo-dipolo 9. Com relação à geometria molecular, à polaridade das moléculas e às forças intermoleculares, é incorreto afirmar que: a) b) c) d) e) com o abaixamento da temperatura, as moléculas de água se associam, formando moléculas gigantes. Assim, fazem mais ligações por pontes de hidrogênio. a amônia (NH3) tem geometria piramidal. No estado líquido, suas moléculas estão unidas por forças de Van der Waals. moléculas de gás metano (CH 4), apesar de apresentarem ligações covalentes polares, têm estruturas entre moléculas coligadas por forças de Van der Waals quando no estado líquido ou sólido. N 2, Cl 2, H 2 são compostos de ligações e moléculas apolares. CO 2 é um composto de ligações polares, mas molécula apolar, por causa de sua geometria linear. 10. (ITA—SP) A tabela indica o ponto de ebulição de alguns compostos formados pelo hidrogênio com os halogênios. Halogenetos (HX) Ponto de ebulição (0°C 760 mmHg) HF +19,4 HCl –83,7 HBr –67 HI –35,5 a dissociação, quando pura, em cátion H + e ânion F – . elevada energia de ligação. a formação de pontes de hidrogênio muito fortes. ligação covalente polar, em oposição aos demais compostos, que são apolares. ligação tipicamente iônica, em oposição aos demais compostos, que são covalentes. 11. (UPF—RS) Considere as seguintes interações intermoleculares: I. II. CH 3OH - - - - - - H 2O HI - - - - - - - HI III. C 2H 6 - - - - - - - - C 2H 6 As interações intermoleculares predominantes que atuam, em cada caso, são respectivamente: a) b) c) d) e) ligação dipolar, ligação de hidrogênio, força de Van der Waals. ligação dipolar, força de Van der Waals, ligação de hidrogênio. ligação de hidrogênio, força de Van der Waals, ligação dipolar. força de Van der Waals, ligação dipolar, ligação de hidrogênio. ligação de hidrogênio, ligação dipolar, força de Van der Waals. 12. (Fempar—PR) As substâncias óxido de cálcio (CaO), nitrogênio (N 2) e ferro (Fe) devem apresentar, respectivamente, entre seus átomos constituintes, ligação dos tipos: a) b) c) d) e) covalente, pontes de hidrogênio, iônica. iônica, covalente, metálica. dipolos permanentes, metálica, covalente. iônica, dipolos permanentes, Van der Waals. covalente, metálica, iônica. Química 2 2 Dados os números atômicos: N = 7, O = 8, Ca = 20, Fe = 26 13. (FCMSC—SP) A condutibilidade elétrica dos metais é explicada admitindo-se: a) b) c) d) e) ruptura de ligações iônicas. ruptura de ligações covalentes. existência de prótons livres. existência de elétrons livres. existência de nêutrons livres. TE 14. (UFSM—RS) A temperatura de HF ebulição das substâncias normalmente aumenta à medida que aumenta sua massa molecular. Analisando o gráfico, que mostra a temperatura de ebulição (TE) de ácidos halogênicos, percebe-se que o HF tem um comportamento anômalo. HI HBr HCl Massa molecular Esse comportamento do ácido fluorídrico pode ser atribuído a (à): a) b) c) d) e) fortes ligações covalentes entre os átomos. formação de cristais covalentes. interações do tipo forças de Van der Waals. interações do tipo pontes de hidrogênio. fortes ligações iônicas entre os átomos. Escola Estadual Azevedo Costa - 1 ANO Ensino Médio a) b) c) Justifica-se o elevado ponto de ebulição do HF, em relação aos demais halogenetos, porque ocorre na molécula de HF: Química 2 5. (PUC—PR) Assinale a alternativa que corresponde a um composto molecular polar, com geometria triangular plana, apresentando ligações covalentes polarizadas do tipo σ: sp 2–s, σ: sp 2–p e pi (π) 3 Testes 15. Acidentes com vazamento de óleo de refinarias de petróleo em rios e mares causam danos ao meio ambiente. O óleo derramado adere às penas das aves impedindo-as de voar, e permitindo que a água as deixe exarcadas. Muitas aves morrem de frio e muitos seres aquáticos são impedidos de manter contato com o oxigênio do ar por causa da barreira de óleo que se forma sobre a superfície aquática. Tais danos seriam ainda piores se a água e o óleo se misturassem, pois as barreiras de contenção usadas pelos homens seriam inoperantes. Baseado no texto e no estudo da geometria molecular, responda: a) Por que a água e o óleo não se misturam? b) Qual é o fator físico responsável pelo fato de o óleo se depositar sobre a água? c) Qual deveria ser a geometria da molécula da água para que ela se misturasse ao óleo? Justifique como isso seria possível. 16. Na inseminação artificial, os embriões são guardados em cilindros com nitrogênio líquido — N 2 (l) — sob baixíssima temperatura. Quando os cilindros são abertos, observa-se emissão de fumaça, que corresponde ao nitrogênio retornando à fase gasosa. Baseando-se nisso, responda às seguintes questões. a) As moléculas de nitrogênio são polares ou apolares? b) Que tipo de força ocorre entre as moléculas de nitrogênio no estado líquido? c) Por que o nitrogênio líquido retorna facilmente para o estado gasoso? Ligações químicas III 4 Química 2 2 1. (UEM—PR) Os números de oxidação do Mn, P, Cr, I e S nas substâncias KMnO 4, H 3PO 4, CrCl 3, NalO4 e H2SO4 são, respectivamente: a) b) c) 7—5—3—6–4 5—2—7—4–6 6—7—5—2–4 d) e) 7—5—3—7–6 7—4—5—6–7 2. (Unesp—SP) Nos compostos a seguir, em qual deles aparece o número de oxidação igual a +6? a) b) c) NaClO 3 Sb 2O 5 K 2 Cr 2O 7 d) e) TiCl 4 CaH 2 3. (Unesp—SP) Os números de oxidação do nitrogênio nos compostos Na 3N, NH 4 Cl, KNO 3 e Ca(NO 3 ) 2 são, respectivamente: a) b) c) –1, +5, +2, +5 + 3, +1, –5, –3 –3, –3, +5, +5 d) e) + 3, –4, +1, +3 + 5, –1, +5, –2 4. Verifica-se que átomos de um mesmo elemento químico podem apresentar vários números de oxidação, dependendo, para isso, dos outros átomos da molécula. Por exemplo, o elemento cloro (7A) pode ter um nox mínimo igual a –1 no HCl e um nox máximo de +7 no HClO 4. Para determinar esses nox, pode-se usar o seguinte dispositivo prático. Nox máximo: + (número da família) Nox mínimo: + (número da família) – 8 Com base nisso, são feitas as afirmações. I. O nox mínimo do nitrogênio (N) é –3. II. O nox máximo do oxigênio (O) é +6. III. O nox mínimo do iodo (I) é –7. IV. O nox máximo do hidrogênio (H) é –1. V. O nox mínimo do enxofre (S) é –2. São corretas apenas: a) b) c) I, II e V I, II e III II, III e IV d) e) III e V II, IV e V 5. Considere a seqüência a seguir, que apresenta os produtos formados do metano metabolizado por bactérias metanotróficas, e assinale o que for incorreto. CH 4 → H 3COH → HCOH → HCO 2H → CO 2 I. II. III. IV. V. a) b) c) d) e) O nox do carbono no composto I é zero. Moléculas do composto II estabelecem pontes de hidrogênio entre si e com a água. As hibridações do carbono nos compostos I, II, III, IV e V são, respectivamente, sp 3, sp 3, sp 2, sp 2 e sp. Com exceção de I e V, todas as moléculas dos compostos da seqüência são polares. Os átomos de carbono dos compostos da seqüência estão dispostos em ordem crescente de número de oxidação. 6. (Uesb—BA) O SO2, um poluente lançado pelos escapamentos dos veículos automotores, transforma-se, na presença de poeira, lentamente, em SO 3. Esse composto reage com a água da chuva, segundo a equação SO 3 + H 2 O → H 2SO 4. Com base nessa informação, é correto afirmar: a) b) c) d) e) O nox do enxofre no SO 2 é +6. O nox do enxofre no H 2 SO 4 é +4. No SO 3 e no H 2SO 4, o nox do enxofre é +6. No SO 3 há ligação covalente polar e a estrutura é tetraédrica espacial. No H 2SO 4 dois hidrogênios recebem ligações dativas. Observação: em moléculas de ácidos do tipo H xEO y, os hidrogênios ligam-se preferencialmente aos oxigênios por ligações covalentes. um e um. um e dois. um e três. d) e) dois e um. dois e dois. 8. (UFPR—Adaptado) Muitas das pedras preciosas ou semipreciosas são consideradas “quimicamente impuras”. Tais impurezas podem ser quantidades mínimas de metais de transição, os quais são os responsáveis pelas cores brilhantes dessas pedras. O rubi é uma pedra de coloração avermelhada, sendo constituída principalmente por óxido de alumínio (Al 2O 3 ) e cerca de 1% de óxido de cromo (Cr 2O 3). Com base no exposto e nas propriedades do cromo (número atômico = 24), do alumínio (número atômico = 13) e dos respectivos óxidos, são feitas afirmações. I. O cromo é um metal de transição. II. O íon Al 3+ possui 10 prótons e 13 elétrons. III. A retirada de três elétrons de um átomo de cromo origina o íon Cr +3. IV. Os números de oxidação do alumínio e do oxigênio em Al 2 O 3 são +2 e –3, respectivamente. V. O alumínio, por ser um metal, apresenta maior facilidade de perder elétrons do que o oxigênio, que é um não-metal ou ametal. apenas apenas apenas apenas apenas I e III II e III I, III e V III, IV e V IV e V 9. Sobre número de oxidação, assinale a afirmação correta. a) b) c) d) e) O hidrogênio sempre tem nox +1. O oxigênio sempre tem nox –2. O sódio sempre tem nox +1. Em qualquer substância composta, o potássio tem nox +1. O nox do oxigênio no gás ozone (O 3) é igual a –2. NaBr b) H 2CrO 4 c) CaCO 3 d) Cl 2O 5 e) SO 3 f) 2– Cl | O = Cl — C — C — 2 1 | Cl H 11. Antigamente o termo oxidar era empregado como sinônimo de reagir com oxigênio. Atualmente, ele é usado para indicar perda de elétrons. O número de oxidação (nox) indica a carga elétrica real ou aparente que um átomo adquire ao fazer ligação química e pode ser determinado pela polaridade das ligações ou pelas tabelas empregadas no Ensino Médio para auxiliar os alunos. Determine os nox pedidos a seguir. I. enxofre no íon S 2O 4–2 II. iodo na molécula de I 2 III. arsênio no composto H 3AsO 3 IV. ferro no composto Fe 2O 3 São corretas: a) b) c) d) e) a) V. fósforo no composto Na 4P 2O 7 VI. nitrogênio no composto H 2N 2O 2 VII. manganês no composto KMnO 4 12. Determine o nox médio dos carbonos da cadeia principal do composto a seguir H H | | H — C = C— H — C = C— — H H Funções químicas I 1. A nomenclatura dos ácidos a seguir foi escrita corretamente, exceto em: a) b) c) d) e) H 4[Fe (CN) 6 ] é um hidrácido denominado ferrocianédrico. H 2S é o ácido sulfídrico. HCN é o ácido isocianídrico. Hl é o ácido iodídrico. HCN é o ácido cianídrico. 2. Um dos critérios de classificação de ácidos é a presença de oxigênio em suas moléculas. Conforme esse conceito, os ácidos classificam-se em hidrácidos e oxiácidos. Assinale a alternativa que apresenta apenas ácidos hidrácidos. a) b) c) d) e) H 2SO 4; H 2S; HCN HCl; HBr; HI HNO; HNO 3; H 2 SO 3 HBr; H 2 SO 4; HCl HNO 2; HCl; H 2S 3. Indique a alternativa contendo os dados que completam o enunciado. Os ácidos H 3PO 4, H 4P 2O 7 e HPO 3 levam os prefixos, respectivos, , e , estando escritos em ordem do grau de hidratação. O nox do átomo de fósforo tem valor, respectivamente, , e . a) b) c) d) e) 4. orto, piro e meta; piro, meta e orto; orto, piro e meta; orto, piro e meta; orto, meta e piro; decrescente; crescente; 5, decrescente; crescente; 3, decrescente; 3, 5 e 7 5e5 5, 5, 5 5e7 5, 7 e 3 Julgue as proposições quanto à nomenclatura dos ácidos. I. II. III. IV. V. H 2CO 3 — ácido carbônico H 2SO 3 — ácido sulfuroso H 3PO 4 — ácido fosforoso HClO 3 — ácido clórico HMnO 4 — ácido permangânico São corretas: a) b) c) somente I e II somente I, III e V somente IV e V Química 2 2 d) e) somente I, II, IV e V todas Escola Estadual Azevedo Costa - 1 ANO Ensino Médio a) b) c) 10. Determine os números de oxidação (nox) dos elementos destacados. Química 2 7. (Fuvest—SP) O cobre pode ser encontrado na natureza no mineral denominado atacamita, CuCl2 . 3 Cu(OH) 2. Na fórmula da atacamita identifica-se cobre com valência, respectivamente: 5 Testes 5. Com relação aos ácidos, assinale a alternativa correta. a) Quando puros, conduzem corrente elétrica. b) A terminação ico é característica de hidrácidos. c) Quando dissolvidos em água, liberam, dentre os cátions, o íon H 3O + . d) Os hidrácidos não apresentam oxigênios em suas fórmulas. e) HCN é um hidrácido denominado isocianídrico. 6. (UEM—PR—Adaptado) Os números de oxidação do P e do S e os nomes dos ácidos H3PO 4 e H 2SO 4 são, respectivamente: a) b) c) d) e) +4 +5 +5 +3 +5 e e e e e +5, +6, +6, +6, +6, fosfórico e sulfuroso. fosfórico e sulfúrico. hipofosforoso e sulfúrico. fosfórico e sulfídrico. fosfórico e sulfídrico. 8. (UNI—BH—MG) O ácido cianídrico e o ácido sulfídrico constituem dois perigosos tóxicos paralisantes dos centros respiratórios. Suas notações químicas são: a) b) c) d) b) c) 6 Química 2 2 d) e) A teoria de Arrhenius é válida para soluções aquosas e diz que ácido é toda substância que se ioniza em água, fornecendo íons H+; base é toda substância que, em solução aquosa, se dissocia fornecendo íons OH–. Uma das propriedades dos ácidos em solução aquosa é a condutividade elétrica. Se a porcentagem de moléculas de HCl que sofre ionização em água é maior que a de ácido acético, sendo ambos portadores de um hidrogênio ionizável, é de se esperar que, em duas soluções contendo a mesma concentração de moléculas, haja maior condutividade elétrica na solução de HCl. O HCl é um hidrácido. Os hidrácidos não sofrem ionização em água. e HCN H 2 SO 4 H2S e H 2SO 4 9. (PUC—RS) O gás HCl dissolve-se em água formando uma solução condutora de eletricidade. Entretanto, quando o gás é dissolvido em um solvente apolar, como o hexano, a solução resultante não conduz eletricidade. Essa observação conduz à seguinte conclusão: a) b) 7. (UFPR—Adaptado) Sobre ácidos e bases é correto afirmar, exceto: a) H 2SO 3 HCN e HCN e H 2SO 3 c) d) e) O HCl é um composto covalente, sob a forma gasosa ou dissolvida. O HCl tem ligação covalente apolar no estado gasoso, mas tem ligação covalente polar em solução aquosa. O HCl não se dissocia em água, mas o faz em hexano. O gás HCl é covalente, mas dissocia-se em água. O HCl encontra-se permanentemente ionizado, mas isso só é aparente em água, quando os íons estão hidratados. 10. (Unicentro—PR) Os nomes dos ácidos oxigenados são, respectivamente, HNO 2, HClO 3 , H 2SO 3, H 3PO 4: a) b) c) d) e) nitroso, clórico, sulfuroso, fosfórico. nítrico, clorídrico, sulfúrico, fosfórico. nítrico, hipocloroso, sulfuroso, fosforoso. nítrico, perclórico, sulfúrico, fosfórico. nitroso, cloroso, sulfúrico, hipofosforoso. a) b) c) I, III e V II, III e VI I, IV e V Funções químicas II 1. Quanto ao número de hidrogênios ionizáveis, os ácidos HCl, H 3PO 4, H 3BO 3 e H 3PO 2 são, respectivamente: a) monoácido, triácido, triácido, triácido. b) diácido, tetrácido, triácido, diácido. c) diácido, triácido, monoácido, diácido. d) monoácido, triácido, diácido, triácido. e) monoácido, triácido, triácido, monoácido. 2. Complete com V quando a classificação do ácido estiver correta e com F quando estiver incorreta. Em seguida, assinale a alternativa que representa a seqüência obtida de cima para baixo. H 2CO 3 → diácido, oxiácido forte H 3 PO 4 → triácido, oxiácido semiforte HNO 3 → monoácido, oxiácido forte H 4SiO 4 → tetrácido, oxiácido fraco HBrO 3 → monoácido, oxiácido semiforte HCl → monoácido, hidrácido forte ( ( ( ( ( ( ) ) ) ) ) ) a) b) c) F, V, V, V, F, V V, V, V, V, F, V V, F, F, V, V, F d) e) F, V, F, V, F, V F, F, F, V, V, V 3. (UFSC—Adaptado) Considerando exclusivamente a diferença entre o número de oxigênios e o número de hidrogênios ionizáveis em cada ácido, indique a alternativa que traz os pares cujo ácido da esquerda é mais forte que o da direita. I. H 3BO 3 e HNO 3 II. HClO 4 e H 2SO 4 III. HClO 4 e HClO IV. H 3PO 4 e HNO 3 V. H 3PO 2 e HBrO 4 VI. H 2SO 4 e HClO 4. d) e) II, III, IV e VI III, IV, V e VI Analise as afirmações referentes a ácidos. I. Os ácidos oxigenados do cloro, em ordem crescente de força, são HClO, HClO 2, HClO 3, HClO 4 II. Um ácido piro provém da desidratação de duas moléculas de ácido orto. III. Uma solução de HCN aquosa apresenta as seguintes espécies: HCN, H 2O, H 3O + e CN – IV. Uma solução aquosa de HCl apresenta elevada concentração de íons H 3O + V. O ácido carbônico tem dois hidrogênios ionizáveis. São corretas: a) b) c) d) e) apenas apenas apenas apenas todas I, III e V I e II II, III, IV e V III, IV e V 5. (PUC—PR) Da série de ácidos a seguir representados, qual apresenta a mesma classificação, de acordo com o critério de número de hidrogênios ionizáveis? a) b) c) d) e) HNO 3, HNO 2, H 2 S, H 2SO 3 H 3PO 4, H 3AsO 3, H 3 BO 3, H 3 PO 3 H 2SO 4, H 2S 2O 3, H 2CO 3, HMnO 4 H 2CrO 4 , H 3AsO 4, HlO 3, HBr H 3PO 3, H 2Cr 2 O 7, H 2SnO 3, H 2SO 4 b) c) d) e) Ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido nítrico, ácido clorídrico. Ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido cianídrico, ácido bórico. Ácido clorídrico, ácido nítrico, ácido bórico, ácido cianídrico. Ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido nítrico, ácido fosfórico. Ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido bórico, ácido cianídrico. 7. (UFRGS—RS) Um gás cuja molécula apresenta ligação covalente com uma certa porcentagem de caráter iônico dissolve-se prontamente em água, produzindo uma solução eletrolítica. Esse gás pode ser: a) b) c) H2 CO 2 HCl d) e) a) b) c) a) b) c) d) e) = b) c) d) e) são classificados como bases porque contêm o grupo OH em sua fórmula. Uma das propriedades dos ácidos em solução aquosa é a condutividade elétrica. Os dois oxigênios que não estão ligados a hidrogênio na primeira fórmula estão ligados ao enxofre por covalência coordenada. A segunda fórmula representa um ácido carboxílico com carbono hibridizado na forma sp 2. 9. O ácido nítrico é bastante solúvel em água. Conhecido pelos alquimistas com o nome de acqua fortis, pode ser obtido pelo aquecimento da mistura de ácido sulfúrico concentrado com nitrato de sódio, conforme a equação quanto mais eletronegativo é o halogênio, mais forte é o ácido. quanto menos eletronegativo é o halogênio, mais forte é o ácido. é proporcional à diferença entre o número de átomos de oxigênio e o número de átomos de hidrogênio. é proporcional à diferença entre o número de átomos de hidrogênio e o número de átomos de oxigênio. HCl > HBr > Hl > HF H | H—O—P—O | O—H representa o ácido: a) fosfórico. b) metafosfórico. c) fosforoso. d) hipofosforoso. e) ortofosforoso. 13. Um critério para classificação de ácidos é quanto ao número de hidrogênios ionizáveis. Estes, em presença de água, liberam-se e são responsáveis, juntamente com o ânion formado, pela condutividade elétrica do ácido em meio aquoso. Em hidrácidos, todos os hidrogênios são ionizáveis; em oxiácidos, correspondem aos que se ligam ao elemento central da fórmula por meio de oxigênios. Baseado nisso, dê as fórmulas estruturais planas dos seguintes ácidos. Observação: ácidos que obedecem à fórmula geral HxE2Oy admitem uma simetria molecular. Se o número de oxigênios for par, os elementos centrais estão interligados. Caso seja ímpar, existe um oxigênio entre esses elementos. a) Ácido nítrico HNO 3 = b) Ácido carbônico H 2CO 3 = c) Ácido ditiônico H 2S 2O 6 = d) Ácido clórico HClO 3 = NaNO 3 + H 2SO 4 → NaHSO 4 + HNO 3 ∆ Sobre esse ácido, são corretas as afirmações, exceto: a) b) c) d) e) É um oxiácido. O nitrogênio deve completar três valências. O nox do nitrogênio é +3. Em sua fórmula estrutural, existe uma dupla ligação. A retirada de um átomo de oxigênio de sua molécula dá origem ao ácido nitroso. 10. (UFSM—RS) Analise as seguintes afirmativas: I. HClO3 possui duas ligações covalentes normais e duas ligações dativas. II. H 3PO3 apresenta apenas ligações covalentes simples. III. H 2SO 4 possui seis ligações covalentes normais e uma ligação dativa. apenas I e II apenas I e III 12. (PUC—PR) A fórmula estrutural Cl 2 O2 A Teoria de Arrhenius é válida para soluções aquosas e diz que ácido é toda substância que se ioniza em água, fornecendo íons H +; e base é toda substância que, em solução aquosa, se dissocia, fornecendo íons OH – . Os compostos O H O | | OH — S — OH H — C — C — OH | | O H d) e) 11. (Unimar—SP) Com relação à força dos hidrácidos da família dos halogênios, pode-se afirmar corretamente que: 8. (UFPR—Adaptado) Sobre ácidos e bases, é incorreto afirmar: a) apenas I apenas II apenas III Química 2 2 Escola Estadual Azevedo Costa - 1 ANO Ensino Médio a) Está(ão) correta(s): Química 2 6. (Fesp—PR) Qual das seqüências representa, respectivamente, um ácido forte e fixo, forte e volátil, fraco e volátil, fraco e fixo? 7 Testes 14. O ácido carbônico, empregado em refrigerantes, é um oxiácido instável que sofre decomposição térmica em temperaturas próximas às ambientais e é responsável pelas bolhas de gás dos refrigerantes. Sobre esse ácido: a) b) Qual o gás responsável pelas bolhas no refrigerante? Escreva a equação química que representa sua decomposição térmica. Funções químicas III 1. Dados os íons Cu+, Hg+2, Pb+4, Co+3, NH4+ e Mn+2, assinale a alternativa que contém todos os itens com as fórmulas corretas dos respectivos hidróxidos. 8 Química 2 2 I. II. III. IV. V. VI. Cu(OH) 3 e Hg(OH)2 Mn(OH) 2 e NH 4OH Pb(OH) 4 e Co(OH) 3 Hg(OH) 2 e Pb(OH) 4 MnOH e CuOH Cu(OH) e NH 4 (OH) 2 a) b) c) d) e) I, II e IV II, III e IV I, IV e V IV e V I, III, IV e V a) b) c) d) e) Mg(OH) 2 a) b) c) d) e) Ca(OH) 2 Cu(OH) 2 hidróxido ferroso / hidróxido magnesiano / hidróxido calcioso / hidróxido cuproso. hidróxido de ferro / hidróxido de magnésio II / hidróxido de cobre. hidróxido de ferro II / hidróxido de magnésio / hidróxido de cálcio / hidróxido de cobre II. hidróxido ferroso / hidróxido de magnésio / hidróxido de cálcio / hidróxido cúprico. As alternativas c e d estão corretas. a) b) c) d) e) Fe(OH) 3 — hidróxido férrico Ca(OH) 2 — cal virgem Ca(OH) 2 — cal extinta NH 4OH — hidróxido de amônio Pb(OH) 2 — hidróxido plumboso 4. (PUC—PR) Assinale a alternativa que representa as bases segundo o grau crescente de solubilidade. a) b) c) d) e) hidróxido de ferro II, hidróxido de sódio, hidróxido de cálcio hidróxido de lítio, hidróxido de magnésio, hidróxido de cálcio hidróxido de sódio, hidróxido de cálcio, hidróxido de magnésio hidróxido de ferro II, hidróxido de cálcio, hidróxido de sódio hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de cálcio I é ácida. II é básica. III é ácida. I é básica. II é ácida. 7. Assinale a alternativa em que a classificação da base não está correta. a) b) c) d) e) 3. Assinale a alternativa em que nome e fórmula não estão associados corretamente. a) b) c) d) e) detergente e vinagre sal e coalhada leite de magnésia e sabão bicarbonato e açúcar Coca-Cola e água de cal 6. (Mack—SP) Um aluno foi solicitado a tentar identificar três soluções aquosas, límpidas, transparentes e incolores, A, B e C, contidas em três tubos, I, II e III, diferentes, usando apenas fenolftaleína (incolor) como indicador. No tubo I, observou o aparecimento de coloração vermelha. Nos tubos II e III não houve alteração alguma. Apenas com esse teste, o aluno somente pode afirmar que a solução no tubo: 2. (UPF—RS) Os nomes corretos das bases apresentadas são, respectivamente: Fe(OH) 2 5. (Fuvest—SP) Assinale a alternativa que apresenta dois produtos caseiros com propriedades alcalinas. NaOH é uma monobase, forte e insolúvel em água. Aquecendo a cal hidratada, obtém-se cal virgem (CaO). Al(OH) 3 é uma tribase, fraca, insolúvel em água. KOH é uma monobase, forte e solúvel em água. NaOH, conhecida como soda cáustica, funde a altas temperaturas. 8. Observe a classificação dos sais e assinale a alternativa incorreta. a) b) c) d) e) Na 2CO 3 — sal normal CaOHNO 3 — sal básico NaKSO 4 — sal duplo KHSO 3 — sal ácido CaHPO 3 — sal ácido 9. Assinale a alternativa que mostra uma reação de neutralização total ou salificação. a) HCl + NaOH b) HCl + Ca(OH) 2 c) d) HCl + H 2O KOH + H 2O e) Al (OH) 3 + 2 HCl NaCl + H 2O CaOHCl + H 2O H 3O + + Cl – K + 2 OH – + ½H 2 Al OH Cl 2 + 2 H2 O a) CaSO 3 b) CaSO 4 c) Ca(HSO 3) 2 d) CaHSO 3 e) Ca(SH) 2 13. Complete as reações de neutralização a seguir e identifique o sal formado. 11. Analise as reações de neutralização representadas. I. HNO 3 + NaOH II. H 2S + Ca(OH) 2 III. H 3PO 4 + 3 KOH IV. Cu(OH) 2 + 2 HCl V. São corretas: a) apenas I, II e IV b) apenas II, III, IV e VI c) apenas II, III e IV d) apenas I, IV ,V e VI e) apenas II, III e VI Química 2 10. (PUC—PR) H 2 SO 3 + Ca(OH) 2 → Na neutralização parcial do ácido sulfuroso com hidróxido de cálcio, formar-se-á um sal cuja fórmula é: 2 Fe(OH) 3 + 3 H 2S a) Hidróxido de sódio + ácido sulfúrico (Total) b) 1 Ca(OH) 2 + 1H 3 PO 4 (Parcial) NaNO 3 + H 2 O CaS + 2 H 2O K 3PO 4 + 3 H 2 O CuCl 2 + 2 H 2O Fe 2S 3 + 6 H 2O Estão corretas: a) apenas I, II e III b) apenas II, IV e V c) apenas I, III e V d) apenas II, III e IV e) todas 12. Um laboratorista tenta identificar três soluções incolores encontradas em três frascos denominados A, B e C. Ao adicionar fenolftaleína ao frasco A, percebe que a solução se mantém incolor. Adicionando metilorange ao frasco B, percebe a coloração vermelha. Ao mergulhar um pedaço de papel de tornassol na solução C, ela se torna azul. I. II. III. IV. V. VI. A A A A A A solução solução solução solução solução solução A, com certeza, tem caráter ácido. B tem caráter ácido. C tem caráter básico. A pode ter caráter ácido. A pode ter caráter básico. B pode ter caráter básico. Funções químicas IV 1. (UFMG) As fórmulas químicas corretas de sulfeto de potássio, nitrato de amônio, sulfito ácido de cálcio, perclorato de alumínio e fosfato de magnésio são, nessa ordem: 3. (PUC—PR) O bicarbonato de sódio é um composto químico usado em fermento para bolos, como antiácido estomacal e em alguns extintores de incêndio. Sua fórmula molecular é: a) K 2S — NH 3NO 3 — Ca(HSO 3 ) 2 — Al(ClO 4) 2 — MgPO 4 a) NaCO 3 b) K 2 S — NH 4 NO 3 — Ca(HSO 4 ) 2 — Al(ClO 4 ) 3 — Mg 2 (PO 4 ) 3 b) Na 2CO 3 c) NaHCO 3 c) KS 2 — NH 4 (NO 3 ) 2 — CaHSO 3 — Al 2 (ClO 4 ) 3 — Mg 3 (PO 4 ) 2 d) Na(HCO 3) 2 e) Na 2HCO 3 d) KS — (NH4)2NO3 — Ca(HSO4)2 — Al(ClO4)2 — Mg3PO4 e) K 2 S — NH 4 NO 3 — Ca(HSO 3 ) 2 — Al(ClO 4 ) 3 — Mg 3 (PO 4 ) 2 2. (Fuvest—SP) Um elemento metálico M forma um cloreto de fórmula MCl 3. A fórmula de seu sulfato é: a) M 2SO 4 b) MSO 4 c) M 2(SO 4) 3 d) M(SO 4) 2 e) M(SO 4) 3 4. (PUC—PR) A água sanitária, água de cândida ou água de lavadeira é uma solução de hipoclorito de sódio, utilizada como alvejante. O sal presente nessa solução apresenta na estrutura o átomo de cloro com nox igual a: a) b) c) zero 1+ 1– d) e) 2+ 2– Escola Estadual Azevedo Costa - 1 ANO Ensino Médio Química 2 2 Com base nas informações, são feitas as afirmações. 9 Testes 5. (UFPR—Adaptado) O cloro é um elemento que participa de compostos inorgânicos e orgânicos, pertence ao grupo dos halogênios e forma diversos ânions, tais como, Cl –, ClO–, ClO –, 2 ClO– , ClO – 3 4 Com relação a esses ânions do cloro, é incorreto afirmar que: a) b) c) d) e) o estado de oxidação do cloro pode variar de –1 (no íon cloreto) a +7 (no íon perclorato). o íon cloreto apresenta a mesma configuração eletrônica que o argônio, o gás nobre que o sucede na tabela periódica. o gás cloro, ao agir como redutor, se transforma no íon cloreto. o íon perclorato, ao se ligar a um próton, ficará eletricamente neutro, transformando-se na espécie química conhecida como ácido perclórico. No íon clorato, o nox do cloro é +5. Observação — Redutor ou agente redutor é o que sofre oxidação ou perda de elétrons com aumento no nox. 6. (Uesb—BA) Um conservante impede ou retarda a alteração provocada por enzimas ou microorganismos para que o alimento tenha maior durabilidade. O conservante de código P.VII, usado em salames e presuntos, é o nitrato de potássio, representado pela fórmula: 10 Química 2 2 a) b) c) d) e) KN KNO KNO 2 KNO 3 KNO 4 KClO 3 KClO 4 KCl K(ClO 3) 2 K 2ClO 4 8. (FAM—SP) Considere a associação do ânion com os cátions Na 1+, Ca 2+, Al 3+. As fórmulas dos compostos formados são: 9. Na(SO 4) 2 — CaSO 4— Al(SO 4) 2 NaSO 4 — Ca(SO 4) 2 — Al(SO 4) 3 Na 2 SO 4 — CaSO 4 — Al 2(SO 4) 3 Na 2 SO 4 — Ca 2SO 4 — Al 2 (SO 4 ) 3 Na 2 SO 4 — CaSO 4 — Al 3(SO 4) 2 Assinale a alternativa correta referente a sais. a) b) c) d) e) II. ( ( ) ) ( ( ( ) ) ) O dicromato de potássio tem fórmula K 2Cr 2O 7 NaHSO 3 é o hidrogeno sulfato de sódio. Ca(OH) 2 + 1 HCl CaHCl + 2 H 2O Ba(OH)Br é o brometo dibásico de bário. Na 3 PO 4 é o hipofosfito de sódio. 10. (PUC—RS) Responder à questão com base nas seguintes informações. Na coluna I estão relacionados compostos inorgânicos e, na coluna II, suas aplicações. ação bactericida e branqueadora contraste em exames de raios X do aparelho digestivo processo fotográfico componente do soro caseiro antiácido estomacal Relacionando a coluna I à coluna II, obtêm-se, de cima para baixo, os números na seqüência: a) 2 — 5 — 1 — 4 — 3 b) 4 — 2 — 3 — 1 — 5 c) 3 — 4 — 2 — 5 — 1 d) 5 — 3 — 4 — 2 — 1 e) 4 — 2 — 5 — 1 — 3 11. O hipoclorito de sódio é tóxico e forte irritante dos tecidos, sendo usado no branqueamento da celulose, na purificação e no tratamento da água e como alvejante doméstico. Sobre esse sal é correto afirmar, exceto. e) Possui como fórmula NaClO. É um sal ternário e solúvel em água. O cátion presente em sua estrutura é Na + . Pode ser formado na neutralização do ácido clorídrico pela soda cáustica. O nox do cloro nesse sal é +1. 12. O carbonato de cálcio é encontrado na natureza sob diversas formas: aragonita, calcário, giz, mármore, calcita. Sobre ele, é correto afirmar: a) b) c) –2 SO 4 a) b) c) d) e) cloreto de sódio sulfato de bário brometo de prata hipoclorito de sódio hidróxido de magnésio a) b) c) d) 7. (Uniube—MG) Um método muito usado para obter o oxigênio (O 2) em laboratório é o da pirólise do clorato de potássio. Essa reação é perigosa, porque pode ocorrer uma violenta explosão. A fórmula do sal em questão é: a) b) c) d) e) I. 1. 2. 3. 4. 5. d) e) É um sal quaternário e normal. O nox do carbono é +2. Pode ser obtido da reação entre hidróxido de cálcio com ácido sulfúrico. Quando sólido, não conduz corrente elétrica. A fórmula que representa esse sal é CaCO 2. 13. Em três frascos distintos, contendo um litro de água cada, foram dissolvidas quantidades iguais em mols dos seguintes sais solúveis: NaCl, Ca(NO 3) 2 e Na 3 PO 4 . Considerando dissolução total desses sais, em qual dos frascos se verifica maior condutividade elétrica? Justifique sua resposta. 1. (UFS—SE) Carbono, alumínio e lítio podem combinar-se com oxigênio, dando origem aos compostos: 7. (FGV—SP) Das substâncias indicadas, podemos classificar como óxidos ácidos: a) C 2O 5, Al 3O 2 e LiO a) SO 2 e Mn 2O 7 b) CO, AlO e LiO b) CO 2 e CO c) c) CO 2 e N 2O d) CO 2 , AlO e Li 2O 3 CO 2 , Al 2O 3 e Li 2O d) P 2O 2 e ZnO e) CO 2 , Al 3O 4 e Li 3 O 2 e) SiO 2 e CO 2. (UFRGS—RS) Uma substância sólida, branca, não-hidrogenada, é solúvel em água, e a solução resultante é capaz de tornar vermelha a solução de fenolftaleína. Tal substância pode ser: óxido de cálcio. cloreto de potássio. trióxido de enxofre. hidróxido de sódio. ácido oxálico. SUPERINTERESSANTE. n. 4, abr. 1996. Assinale a alternativa que apresenta a fórmula estrutural plana do gás carbônico. 3. Assinale a alternativa em que nome e fórmula não estão associados corretamente. a) Na 2 O — óxido de sódio b) CaO — óxido de cálcio II c) Al 2O 3 — óxido de alumínio d) SO 2 — dióxido de enxofre e) P 2O 5 — pentóxido de difósforo 4. (Cesgranrio—RJ) Os elementos E dos grupos 1, 2, 3, 4 do subgrupo A da classificação periódica dos elementos podem formar óxidos do tipo ExO y. Assinale a opção que apresenta somente fórmulas corretas. a) 1A EO 2A EO 2 3A EO 3 4A EO 4 b) E2O EO E 2O 3 EO 2 c) EO E 2O E 3O E4O d) E2O EO EO 3 EO 4 e) EO 2 E 3O E 3O 2 E 3O 4 5. (UEM—PR) A cal viva, a soda cáustica, o vinagre, o leite de magnésia e o bicarbonato de sódio são produtos comerciais usados em nosso cotidiano. Quimicamente podemos classificá-los, respectivamente, como: a) b) c) d) e) 8. (Uniube—MG) A queima de combustíveis fósseis e o desmatamento lançam cerca de seis bilhões de toneladas de gás carbônico, CO 2, na atmosfera a cada ano, o que vem sendo associado ao aquecimento da Terra. O maior emissor são os EUA, com 5,26 toneladas por pessoa em 1994. óxido — base — ácido — base — sal. óxido — sal — base — óxido — sal. base — sal — ácido — óxido — sal. óxido — base — ácido — óxido — ácido. sal — base — ácido — base — sal. Números atômicos: C = 6 e O = 8 a) C = O ↓ O b) O — C — O c) C — O = O d) O = C — O e) O = C = O 9. (Uniube—MG) Na queima de óleo diesel e gasolina formase o dióxido de enxofre (SO 2) que, por ação do ar, se oxida ao trióxido de enxofre (SO 3), o qual se dissolve na água da chuva e forma um composto fortemente corrosivo. Com base nessa informação, pode-se classificar o trióxido de enxofre como um óxido: a) básico. b) neutro. c) ácido. d) anfótero. e) duplo. 10. (Unimep—SP) Soprando num tubo de ensaio contendo água de cal, Ca(OH) 2, com um pequeno canudo, obtêm-se carbonato de cálcio e água. A equação que representa o fenômeno descrito é: a) b) c) d) e) 6. (UFRGS—RS) Um óxido que reage tanto com o ácido sulfúrico como com o hidróxido de sódio, originando diferentes sais, pode ser o: a) Al 2O 3 b) K2O c) Na 2O d) Cl 2O 5 e) P 2O 3 Ca(OH) 2 → CaO + CO 2 ∆ Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO3 + H 2 O CaO + H 2O → Ca(OH) 2 CaCO 3 → CaO + CO 2 ∆ CaO + H 2O → CaCO 3 + CO 2 11. (PUC—PR) Os óxidos Mn 2O 7, Na 2O, Cl 2O 3, CaO, CO 2 são classificados, respectivamente, como óxidos: a) básico — básico — ácido — básico — básico. b) ácido — ácido — básico — básico — ácido. c) básico — ácido — básico — ácido — básico. d) ácido — básico — ácido — básico — ácido. e) básico — ácido — ácido — básico — ácido. Química 2 2 Escola Estadual Azevedo Costa - 1 ANO Ensino Médio a) b) c) d) e) Química 2 Funções químicas V 11 Testes 12. O peróxido de hidrogênio apresenta-se como um líquido incolor, viscoso e solúvel em água. Essa solução é conhecida como água oxigenada e utilizada em alvejamento, como anti-séptico, microbicida e oxidante. Sobre o exposto, é correto afirmar: a) A fórmula desse peróxido é H 2O 3. b) Na presença de luz ou de calor, a água oxigenada decompõe-se, liberando apenas oxigênio molecular. c) A fórmula estrutural desse peróxido pode ser representada por H — O — O — H. d) O composto é um peróxido, porque apresenta o grupamento O 4– 2 . e) A fórmula do composto é H 2 O 4. 13. A queima de combustíveis fósseis provoca a emissão de gases para a atmosfera, dentre os quais o dióxido de enxofre, que reage com o oxigênio do ar, transformando-se em anidrido sulfúrico. Este reage com a água da chuva formando a chuva ácida. Escreva as equações químicas que ocorrem em todo esse processo. Ligações químicas I 1. 2. 3. 4. 12 Química 2 2 c d b c 5. 6. 7. e d b 8. e 9. c 10. d 6. 7. 8. 9. 10. c b d b c 11. 12. 13. 14. e b d d 4. 5. 6. a a c 7. 8. 9. e c d 5. 6. 7. d b e 8. c 9. d 10. a 5. 6. 7. 8. e b c b 9. 10. 11. 12. c a b c 5. 6. 7. 8. c d a e 9. 10. 11. 12. a c e c 5. 6. 7. 8. c d a c 9. 10. 11. 12. a b d d 5. 6. 7. 8. a a a e 9. 10. 11. 12. c b d c Ligações químicas II 1. 2. 3. 4. 5. e a d e b Ligações químicas III 1. 2. 3. d c c Funções químicas I 1. 2. 3. 4. c b c d Funções químicas II 1. 2. 3. 4. e a b e Funções químicas III 1. 2. 3. 4. b e b d Funções químicas IV 1. 2. 3. 4. e c c b Funções químicas V 1. 2. 3. 4. d a b b