Química 3

LIVRO 2 | QUÍMICA 3
Resoluções das Atividades
Sumário
Módulo 4 – Propriedades periódicas físicas – Ligações químicas – Ligações coordenadas e representações de fórmulas ................................................................... 1
Módulo 5 – Hibridização; Geometria molecular; Teoria da Repulsão dos Pares Eletrônicos da Camada de Valência – Polaridade molecular e
ligações intermoleculares ...................................................................................................................................................................................................... 3
Módulo 6 – Ligação metálica – Radioatividade ........................................................................................................................................................................................... 5
04 B
Módulo 4
Propriedades periódicas físicas – Ligações químicas –
Ligações coordenadas e representações de fórmulas
Atividades para Sala
01 B
I. (F) Nas 18 famílias da tabela periódica, a eletronegatividade aumenta de baixo para cima;
II. (V) Os números atômicos dos elementos químicos
crescem, ao logo do período, sempre da esquerda
para a direita;
III. (V) Nas 18 famílias da tabela periódica, a energia de
ionização aumenta, nos grupos, de baixo para cima;
IV. (V) A eletronegatividade aumenta da esquerda para
direita ao longo dos períodos, excluindo-se os gases
nobres.
V. (V) Na família 17(7A), a temperatura de ebulição aumenta
de cima para baixo.
02 E
a) (F) O átomo de lítio (Z = 3) é maior que seu íon Li+, pois
apresenta o maior número de camadas.
b) (F) O átomo de telúrio (Z = 52) possui um total de 5
níveis eletrônicos.
c) (F) Pela localização na tabela periódica, o átomo de
nitrogênio é mais eletropositivo que o átomo de lúor.
d) (F) Os átomos do elemento com número atômico 30
possuem subníveis d completos.
e) (V) Os átomos de fósforo e nitrogênio possuem baixos
pontos de fusão e ebulição, pois essa propriedade
varia de cima para baixo.
03 E
a) (F) O césio (Cs) é o elemento de maior raio atômico
dentre os representados.
b) (F) O raio atômico do magnésio (Mg) é menor que o
do sódio (Na).
c) (F) O magnésio (Mg) é um elemento representativo.
d) (F) A eletronegatividade dos elementos B, C, N, O, F
aumenta da esquerda para a direita.
e) (V) Pela localização na tabela periódica, o paládio (Pd)
é um dos elementos mais densos.
a) (F) Na ligação iônica, ocorre transferência de elétrons.
b) (V) A união entre os átomos em uma ligação iônica é
eletrostática.
c) (F) Um ou mais elétrons são transferidos de um átomo
para outro.
d) (F) Na ligação iônica, não ocorre superposição das
nuvens eletrônicas entre seus átomos.
e) (F) Os átomos são mantidos por forças eletrostáticas.
05 E
a) (F) A ligação entre o magnésio e o oxigênio se dá por
transferência de elétrons, sendo classiicada como
ligação iônica.
b) (F) Após a ligação iônica, os átomos alcançam a coniguração de gás nobre.
c) (F) Após a ligação entre os átomos de magnésio e oxigênio, há formação de um cátion Mg2+(tendência
para perder 2 elétrons) e um ânion O2– (tendência
para ganhar 2 elétrons).
d) (F) O átomo de magnésio, para alcançar a coniguração de um gás nobre, deverá perder dois elétrons.
e) (V) O átomo de oxigênio (Z = 8) apresenta a seguinte
distribuição eletrônica: 1s2 2s2 2p4. Para formar ligação iônica, deverá receber dois elétrons, formando
um cátion, Mg2+.
06 E
a) (F) Tanto a água quanto a amônia apresentam entre
seus átomos ligações covalentes.
b) (F) A molécula de amônia apresenta a seguinte fórmula estrutural:
107.8º
apresentando 6 elétrons ligantes (3 pares) e dois
elétrons não ligantes (1 par).
c) (F) Moléculas de água e amônia são polares.
d) (F) Entre as moléculas da amônia no meio líquido, as
interações são ligações de hidrogênio.
e) (V) Nas moléculas de água e amônia a ligação predominante entre seus átomos é covalente.
Pré-Vestibular | 1
LIVRO 2 | QUÍMICA 3
07 D
02 D
A molécula de CO2 é obtida a partir da combustão completa dos hidrocarbonetos, e a molécula de CO, da combustão incompleta. As fórmulas estruturais de ambas as
moléculas são, respectivamente:
A molécula do CO2 é formada por 4 ligações covalentes
simples, e a do CO, por 2 ligações covalentes simples e 1
coordenada (dativa).
Nitrogênio e oxigênio são os principais e mais abundantes
gases presentes na atmosfera.
03 D
Os elementos que apresentam propriedades semelhantes
estão na mesma família; Li, Ca e Cl não estão. Os elementos da família 1 formam cátions com carga +1 e os elementos da família 2 formam cátions com carga +2, logo ao ligar
cada elemento com o cloro, tem-se LiCl e CaCl2.
08 D
a) (F) As moléculas de NO são covalentes, pois nitrogênio e oxigênio compartilham elétrons.
b) (F) As ligações presentes no NO são covalentes polares, e a molécula do NO é polar.
c) (F) O nitrogênio não apresenta octeto completo nesse
composto.
d) (V) O nitrogênio no composto NO apresenta 7 elétrons.
e) (F) A molécula do NO apresenta forte caráter covalente.
09 D
As fórmulas estruturais dos ácidos citados são:
HPO3
H4P2O7
04 B
Após análise das distribuições eletrônicas dos elementos
E1, E2, E3, E4 e E5, conclui-se que:
a) (F) O elemento E5 é um metal alcalino.
b) (V) Entre os elementos E1 (metal alcalino), E2 (metal alcalino) e E4 (metal alcalinoterroso), o de maior ponto de
ebulição é o elemento E1.
c) (F) O elemento E3 é um halogênio (o lúor) é o elemento
mais eletronegativo da tabela.
d) (F) Os elementos E1, E2 e E5 são metais alcalinos e o elemento E4 é um metal alcalinoterroso; portanto, todos
são sólidos em condições ambiente. O elemento E3
é um halogênio, o único entre os relacionados que é
gasoso em condições ambiente.
e) (F) Os elementos E1, E2 e E5 pertencem à família dos
metais alcalinos (família 1 da tabela periódica).
05 C
Após análise das proposições, tem-se:
O ácido metafosfórico (HPO3) apresenta 4 ligações covalentes simples e 1 ligação covalente coordenada (dativa).
Atividades Propostas
01 C
I. (V) São chamados metais alcalinos.
II. (V) Seus raios atômicos crescem com o número atômico.
III. (F) Seu potencial de ionização diminui com o número
atômico.
IV. (V) Seu caráter metálico aumenta com o número atômico.
2 | Pré-Vestibular
I. (V) Para os elementos da coluna 1(1A), os pontos de fusão
aumentam de baixo para cima;
II. (F) Os elementos de potenciais de ionização mais elevadas são os da coluna 18 (gases nobres);
III.(V) Para elementos de uma mesma coluna, o raio atômico cresce com o aumento do número de camadas;
IV.(F) O cátion do metal alcalino tem a mesma coniguração eletrônica que o gás nobre do período anterior
ao do referido gás nobre;
V. (V) Na coluna 16 (6A), à medida que aumenta o número atômico dos elementos, a ainidade eletrônica diminui.
06 E
(F) O alumínio é um elemento representativo.
(F) Metais são muito eletropositivos.
(V) Formam Al+3.
(F) A densidade do alumínio é menor.
07 D
Nem todos os sólidos iônicos são solúveis em água, como
exemplo é possível citar a maioria dos fosfatos e carbonatos.
LIVRO 2 | QUÍMICA 3
08 B
16 C
a) (F) O cloreto de amônio e o sulfato de magnésio também apresentam ligações iônicas (metal + ametal).
b) (F) O brometo de sódio (NaBr) é um composto iônico,
pois é formado por metal + ametal.
c) (V) No sulfato de bário, existem quatro ligações covalentes entre oxigênio e enxofre (S) e uma ligação
iônica.
d) (F) No nitrato de prata existem ligações iônicas e ligações covalentes entre o oxigênio e o nitrogênio.
A única fórmula correta é a do HNO2
09 C
Nas moléculas de I2 e KI, as ligações são, respectivamente,
covalente (ametal + ametal) e iônica (metal + metal).
10 D
As ligações predominantes são:
17 C
Iônica: NaCl
Covalente polar: NH3
Covalente apolar: O2
Ligação metálica: Ag
O único composto que não apresenta ligação covalente é
a prata, pois a sua ligação é metálica.
18 A
11 E
a) (V) Entre dois átomos, a ligação iônica, de modo geral,
é mais forte do que a ligação covalente, devido à
atração eletrostática.
b) (F) Na ligação covalente, os átomos estão ligados por
compartilhamento de elétrons.
c) (F) No composto K4Fe(CN)6 o número de oxidação do
ferro é +2.
d) (F) Apresentam ligações de hidrogênio as moléculas:
CH3OH, H2O.
e) (F) No metano, CH4, as ligações entre carbono e hidrogênio são covalentes.
1. Efetua no máximo 3 ligações covalentes simples:
D (família 5A e 4o período).
2. Quando se une a um ametal transforma-se em um
cátion monovalente: F ( família 1A e 3o período).
3. É capaz de formar 3 ligações covalentes dativas por
apresentarem elétrons livres: A (família 7A e 5o período).
4. Ao se ligar com dois hidrogênios apresentará elétrons
livres: C (família 6A e 2o período).
12 A
A fórmula eletrônica da molécula de F2 é:
Módulo 5
O total de elétrons na molécula é 14.
13 C
A fórmula estrutural do gás carbônico é:
Hibridização; Geometria molecular; Teoria da
Repulsão dos Pares Eletrônicos da Camada
de Valência – Polaridade molecular e ligações
intermoleculares
14 D
A representação estrutural mostrada na igura é o (NH4)+,
na qual a sua fórmula estrutural é:
Atividades para Sala
01 D
Analisando os três compostos, nota-se que nenhum deles
apresenta hibridização sp:
⇒
sp3
sp3
15 E
A única molécula que não apresenta a fórmula correta é a
C2H4 (gás eteno ou etileno). A sua representação é:
sp2
sp2
sp2
sp2
sp2
sp3
sp2
sp3
sp2
sp2
I-Eugenol
sp2
sp2
sp2
sp2
sp2
sp2
sp2
sp3
sp2
sp3
sp3
sp2
sp3
sp2
II-Mentona
III-Vanilina
Pré-Vestibular | 3
sp3
LIVRO 2 | QUÍMICA 3
02 D
O carbono do CH4 possui estado de hibridação sp3:
No metano (CH4), o átomo de carbono usa o orbital 2s e os
três orbitais 2p para formar quatro orbitais híbridos sp3.
Átomo no estado fundamental: 1s2 2s2 2p2
1s2
2s2
px
py
Atividades Propostas
01 A
pz
Mistura
s
sp3
sp3
sp3
sp3
Observando o composto, temos 26 ligações do tipo sigma
e 4 ligações do tipo pi.
O átomo ligado:
s
sp3
sp3
sp3
02 B
I. (V) Suas moléculas contêm carbonos sp2.
II. (V) São hidrofóbicas, pois são apolares, não se dissolvendo em água.
III. (F) A vitamina A possui um álcool primário.
sp3
Elétrons vindos de outros
átomos, por exemplo, H.
Esses orbitais são muito semelhantes
aos híbridos sp e sp2, mas eles estão
dirigidos para os vértices de um
tetraedro regular. Isto está de acordo
com a forma tetraédrica da molécula
CH4.
H
03 B
H
C
109,5°
H
H
03 E
A graite, que apresenta carbono com hibridização sp2,
pode conduzir eletricidade devido à deslocalização de
elétrons de ligações (p) acima e abaixo dos planos de átomos de carbono. Observe o modelo de ressonância na
igura a seguir.
É possível observar, na estrutura, que o tronco possui sete
ligações pi alternadas (conjugadas) e que, na ligação tripla,
apenas uma das ligações pi está no plano de conjugação.
04 C
a) (F) A fórmula molecular é C18H29N.
b) (F) O número de átomos de carbono primário, secundário e terciário é, respectivamente, 2, 12 e 4.
c) (V) O número de átomos de carbono com hibridização
sp3, sp2 e sp é, respectivamente, 15, 2 e 1.
d) (F) O número de ligações pi (p) é igual a 3.
e) (F) Todos os átomos de carbono que possuem apenas
ligações simples possuem geometria tetraédrica.
05 D
04 B
A primeira amina a ser separada é a trimetilamina, pois não
apresenta o grupo NH, logo não faz ligações de hidrogênio,
que são ligações muito intensas.
05 A
Das substâncias elencadas nas alternativas, a única com
caráter apolar e, portanto, capaz de dissolver a graxa é a
gasolina.
06 B
A característica presente nas substâncias tóxicas e alergênicas, que inviabiliza sua solubilização no óleo de mamona,
é a hidroilia, ou seja, a capacidade de atrair compostos
polares (hidro = água; ilia = ainidade). Como o óleo de
mamona é predominantemente apolar, os compostos alergênicos polares não se misturam ao óleo.
4 | Pré-Vestibular
Observando a estrutura do SO2, pode-se
concluir que trata-se de uma molécula angular, polar e que o átomo de S possui hibridação sp2.
119°
06 D
No caso do ClF3, tem-se uma geometria da molécula em
forma de T, uma geometria dos pares de elétrons pirâmide
de base quadrada e uma hibridação do tipo sp3d e sp3d2.
07 C
A uma mesma pressão, o butanol líquido entra em ebulição a uma temperatura mais alta do que o éter dietílico
líquido, pois o butanol faz ligação de hidrogênio, que é
uma ligação mais intensa do que o dipolo permanente
presente no éter dietílico.
(Pares de elétrons disponíveis
para as ligações)
LIVRO 2 | QUÍMICA 3
b) (F) O composto mostrado na igura 1 apresenta a função fenol, enol, cetona e éter.
08 B
(V)
Fenol
Éter
Fenol
Enol
Cetona
c) (F) O carbono da carbonila, no composto mostrado, e
os demais apresentam hibridização sp2.
d) (F) O composto apresenta 8 elétrons p e não possui
carbonos quirais.
(V)
(F) Se comparados hidrocarbonetos de mesma massa
molar, os compostos de cadeia linear têm temperaturas
de fusão e de ebulição maiores que os de cadeia ramiicada.
(V)
(V)
09 B
A temperatura de ebulição aumenta com a intensiicação
das forças intermoleculares do tipo dipolo-induzido.
Quanto maior a cadeia carbônica, maior a força de atração
e, consequentemente, maior a temperatura de ebulição:
TE (eteno) < TE (propeno) <TE (but-1-eno) < TE (hept-1-eno).
e) (F) O composto mostrado apresenta isômeros geométricos, mas não possui carbonos quirais ou assimétricos.
Módulo 6
10 A
A trimetilamina não forma ligações de hidrogênio entre
suas moléculas, pois não tem átomo de hidrogênio diretamente ligado a nitrogênio, por isso, não faz ligação de
hidrogênio.
Ligação metálica –
Radioatividade
Atividades para Sala
01 A
Trimetilamina
11 E
Nas mesmas condições de pressão, uma substância no
estado líquido possui forças atrativas menores do que a
mesma substância no estado sólido.
12 A
a) (V) Correta, porém mal formulada. Por apresentar
cinco grupos hidroxilas, o corante morina faz ligação de hidrogênio com a água. As ligações de
hidrogênio são mais intensas do que as forças de
Van der Waals. A temperatura de ebulição da solução aquosa é maior do que a do soluto puro.
I. Na Pré-História, o cobre foi um dos primeiros metais
usados para fazer ferramentas e outros utensílios, como
facas, machados, ornamentos e pontas de lecha.
II. O bronze (liga de cobre e estanho) foi usado posteriormente, por ser mais duro e por permitir a fabricação de
ferramentas mais resistentes.
III. O ferro puro e a sua liga com carbono (aço) demoraram
ainda mais a serem usados, devido à maior complexidade de sua produção.
IV. No inal do século XIX, devido ao processo da eletrólise da bauxita, o alumínio começou a ser usado de
maneira generalizada em utensílios domésticos, sendo
antes disso um metal de produção extremamente cara.
Pré-Vestibular | 5
LIVRO 2 | QUÍMICA 3
02 E
03 B
a) (F) Os não metais nem sempre são bons condutores
de calor e eletricidade.
b) (F) Os metais são maleáveis.
c) (F) Metais possuem ↑P.F e ↑P.E.
d) (F) Grande parte dos metais são encontrados na forma
de minério, veja: ferro (Fe2O3): hematita; alumínio
(Al2O3): bauxita.
e) (V)
03 C
1. I2: substância covalente, não possui íons, não conduz
corrente elétrica.
2. KBr H
→ K + + Br −. Como o KBr é um composto iônico em
O
meio aquoso, forma íons; logo, conduz corrente elétrica.
3. Fe: elemento metálico, conduz corrente elétrica no
estado sólido e quando fundido (líquido).
2
04 D
Tem-se:
226
Ra88 → 222Rd86 + 24α
222
Rd86 → 210Po84 + 324 α + 4 −10 β
05 D
Como os metais são elementos eletropositivos (tendem
a perder elétrons), os metais tendem a formar cátion, ou
seja, os elétrons se ligam fracamente ao núcleo e, assim,
são facilmente retirados do metal.
04 E
Os metais possuem os elétrons mais energéticos fracamente atraídos pelo núcleo, portanto, possuem tendência
para formar cátions (perder elétrons), o que os faz bons
condutores de corrente elétrica.
05 E
Os metais são bons condutores de corrente elétrica e
calor, e insolúveis em solventes polares e apolares.
06 E
Como a densidade é uma relação entre a massa e o
volume de um metal, os metais mais densos são aqueles
que possuem uma estrutura com maior empacotamento,
e, consequentemente, os menos densos possuem maior
volume, pois são menos “empacotados”.
07 D
I. (V) A radiação alfa é positiva (núcleo do átomo de
hélio), por isso é atraída pelo polo negativo de um
campo elétrico.
II. (V) O baixo poder de penetração das radiações alfa
decorre de sua elevada massa.
III. (F) A radiação beta é constituída por partículas negativas.
IV. (V) As partículas alfa são iguais a átomos de hélio que
perderam os elétrons.
Tem-se:
222
86
Rn → 3 2 α 4 + 4 −1β0 +
A
Z
X
222 = 3 ⋅ 4 + 4 ⋅ ( 0 ) + A ⇒ A = 210
86 = 3 ⋅ 2 + 4 ⋅ ( −1) + Z ⇒ Z = 84
08 A
A seguir há a sequência correta de emissões:
06 D
A seguinte equação representa o decaimento alfa do Po-210
4
206
a PB-206: 210
84 Po → 2 α + 82 Pb.
Atividades Propostas
01 A
(V)
O titânio, por ser metal pouco reativo, pode ser
usado como metais cirúrgicos.
(IV) A prata é usada em ilmes fotográicos.
(I)
O zinco é um metal bastante utilizado como protetor
de metais por possuir elevado potencial de oxidação.
(III) O níquel é bastante utilizado em baterias do tipo Ni–Cd.
(II) Ferro é um metal utilizado em larga escala em utensílios domésticos.
02 B
Figura 1: trata-se de um material metálico, logo, condutor
de corrente elétrica no estado sólido.
Figura 2: sólido iônico – não conduz quando sólido; conduz em meio aquoso.
6 | Pré-Vestibular
218
84
Po →
214
82
214
82
Pb →
214
83
214
83
Bi →
214
84
Po →
210
82
210
82
Pb →
210
83
214
84
Pb + 42 α
Bi + −01β
Po + −01β
Pb + 42 α
Bi + −01β
09 B
137
55
Cs → −10 β + zA X
137 = 0 + A ⇒ A = 137
55 = −1 + Z ⇒ Z = 56
nnêutrons = 137 − 56 = 81
10 D
I. (F) O césio-137 é um material radioativo que apresenta
grande risco à saúde das pessoas que moram na
região afetada pelo acidente, devido à intensidade
de radiação liberada.
LIVRO 2 | QUÍMICA 3
II. (V) A partícula a possui estrutura semelhante ao núcleo
do átomo de hélio.
III. (V) Processos radioativos são essencialmente transformações nucleares, na qual núcleos instáveis emitem radiações.
lV. (V) Becquerel é uma grandeza que mede a intensidade
de radiação ou a atividade radioativa.
11 E
I. (V) A partícula a possui número de massa igual a 4( 24a),
o que equivale ao núcleo do átomo de hélio.
II. (F) Para converter 214Pb em 210Pb, conectando os dois trechos da série, é necessária a emissão de uma partícula
210
4
0
a e de duas partículas beta: 214
82 Pb → 82 Pb + 2 α + 2 −1 β.
III. (F) Uma amostra de 210Pb será totalmente convertida
em 75% de 210Pb após 276,76 dias (duas meias-vidas).
IV. (V) No decaimento b–, o número de massa é conservado, pois um nêutron é convertido em um próton.
12 C
Tem-se:
32
15
P → zAE + −10β
32 = A
15 = Z − 1 ⇒ Z = 16
Então,
32
32
0
15 P → 16 S + −1 β
Pré-Vestibular | 7