QUÍMICA GERAL E EXPERIMENTAL I A resolução desta lista de exercícios requer consultas à Tabela Periódica dos elementos 1) Quais as três partículas fundamentais que constituem os átomos? Quais as respectivas cargas elétricas? Quais, entre elas, constituem o núcleo do átomo? Qual das três tem a menos massa? 2) Defina a “unidade de massa atômica (u.m.a.)” 3) O lítio tem dois isótopos estáveis: 6Li e 7Li. Um deles tem a abundância de 92,5% e o outro, a de 7,5%. Sabendo que a massa atômica do Lítio é 6,941, qual é o mais abundante? 4) O que estava incorreto na concepção original de Mendeleev sobre a tabela periódica? Qual é a “lei da periodicidade química” moderna e como ela se relaciona com as idéias de Mendeleev ? 5) O que é Grupo ou Família na Tabela Periódica ? O que é Período ? 6) Dê o número de massa de cada um dos seguintes átomos: (a) sódio com 12 nêutrons, (b) titânio com 26 nêutrons, (c) germânio com 40 nêutrons, (d) ferro com 30 nêutrons, (e) amerício com 148 nêutrons e (f) tungstênio com 110 nêutrons. 7) Dê o símbolo completo de cada um dos seguintes átomos: (a) potássio com 20 nêutrons, (b) argônio com 21 nêutrons, (c) cobalto com 33 nêutrons, (d) nitrogênio com 8 nêutrons, (e) zinco com 34 nêutrons e (f) xenônio com 75 nêutrons. 8) Quantos elétrons, prótons e nêutrons existem no átomo de 24Mg, 119Sn, 224Pu, 13C, 63Cu e 205Bi ? 9) O cobalto tem três isótopos radioativos que se usam em investigações médicas. Os átomos desses isótopos têm 30, 31 e 33 nêutrons respectivamente. Dê o símbolo de cada um desses isótopos. 10) Determine a massa atômica do Lítio, dados: 6 Li, massa = 6,015121 u.m.a.; abundância percentual = 7,50% 7 Li, massa = 7,016003 u.m.a.; abundância percentual = 92,50% 11) Determine a massa atômica do Magnésio, dados: 24 Mg, massa = 23,985042 u.m.a.; abundância percentual = 78,99% 25 Mg, massa = 24,98537 u.m.a.; abundância percentual = 10,00% 26 Mg, massa = 25,982593 u.m.a; abundância percentual = 11,01% 12) O Gálio tem dois isótopos naturais, 69Ga e 71Ga, com as massas iguais a 68,9257 u.m.a. e 70,9249 u.m.a., respectivamente. Calcule a abundância percentual destes isótopos de Gálio, sabendo que sua massa atômica é 69,694 u.m.a. 13) O cobre tem dois isótopos estáveis, 63Cu e 65Cu, com massas iguais a 62,939598 u.m.a. e 64,927793 u.m.a., respectivamente. Calcule a abundância percentual destes isótopos do cobre. 14) O estrôncio tem quatro isótopos estáveis. O estrôncio 84 tem uma baixa abundância natural, mas o 86 Sr, o 87Sr e o 88Sr são razoavelmente abundantes. Qual deles é o mais abundante ? 15) Se a distâncias interatômicas no Br2 e no Cl2 forem de 228 pm e de 200 pm, respectivamente, qual será estimativamente a distância entre os átomos no BrCl ? 16) Organize os seguintes elementos na ordem dos raios crescentes: Série I: Al, B, C, K, e Na. Série II: Ca, Rb, P, Ge e Sr. 17) Diga, em cada par seguinte, o átomo ou o íon que tem maior raio: (a) Cl ou Cl- (b) Al ou O, (c) In ou I, (d) Cs ou Rb, (e) O2- ou O e (f) Br ou As 18) Ordene os seguintes átomos na seqüência de energias de ionização crescentes: Série I: F, Al, P e Mg Série II: Li, K, C e N Série III: Si, K, As e Ca 19) Compare os elementos B, Al, C e Si (a) Qual tem o caráter mais metálico ? (b) Qual tem o raio atômico maior ? (c) Qual tem afinidade ao elétron mais positiva ? (d) Coloque os três elementos B, Al e C na ordem crescente da primeira energia de ionização. 20) Organize na ordem crescente dos raios: Ne, O2-, N3- e F21) Qual dos elementos deve ter a maior diferença entre a primeira e a segunda energias de ionização: Si, Na, P ou Mg ? E entre a segunda e a terceira energias de ionização ? 22) Explique a razão de os tamanhos dos átomos se modificarem quando se percorre um período da tabela periódica. Explique como a energia de ionização dos átomos se altera e qual a razão desta mudança quando se desce num grupo da tabela periódica. 23) Diga quais dos seguintes compostos são iônicos e quais são covalentes: KI, MgS, CS2 e P4O10 24) Qual dos compostos seguintes não é provável de existir: CaCl2 ou CaCl4 ? Justifique. 25) Quais dos seguintes compostos ou íons não tem um octeto de elétrons envolvendo o átomo central: SeF4, SiF4, BF4-, BrF4- e XeF4 ? 26) Dê a ordem das ligações no acetileno, H-C≡C-H, e no fosgênio, Cl2CO. 27) Qual é a ordem média da ligação C-O no íon formiato (HCO2-) ? 28) Ordene as seguintes ligações na ordem crescente de seus comprimentos: C-O, C-F, C-N, C-C e C-B. 29) Qual a relação entre ordem de ligação, comprimento de ligação e energia de ligação numa seqüência de ligações semelhantes, como, por exemplo, ligações carbono-nitrogênio? 30) Descreva as tendências da eletronegatividade na tabela periódica. 31) Use o princípio da eletroneutralidade para excluir uma possível estrutura do CO2. 32) Dê as estruturas de Lewis das seguintes moléculas ou íons: (a) NF3, (b) ClO3-, (c) HOBr, (d) SO32-, (e) CS2, (f) BF4-, (g) NO2-, (h) Cl2SO, (i) CHCl2F, (j) CH3CO2H e (k) CH3SiCl3. 33) Mostre todas as estruturas de ressonância possíveis de cada molécula ou íon: (a) NO3-, (b)HNO3, (c) N2O, (d) SO2, (e)NO2- e (f) SCN34) Determine, em cada uma das moléculas ou íons seguintes, a carga formal em cada átomo: (a)N2H4, (b) PO43-, (c) BH4-, (d) NH2OH, (e) SCO, (f) HCO2-, (g) O3, (h) HCO2H, (i) NO2+, (j) NO2-, (k) NF3 e (l) HNO3. 35) Em cada par de ligações seguinte, mostre a que for mais polar e use uma seta para indicar a polaridade de cada ligação: (a) C-O e C-N, (b) P-Br e P-Cl, (c) B-O e B-S, (d) B-F e B-I 36) Determine em qual átomo se localiza a carga mais negativa nos seguintes ânions: (a) BF4-, (b) BH4- , (c) OH- (d) CH3CO237) Determine em qual átomo se localiza a carga mais positive nos seguintes cátions: (a) H3O+ , (b) NH4+, (c) NO2+ e (d) NF4+ 38) Desenhe a estrutura de Lewis do íon cianeto, CN-. Em solução aquosa, este íon interage com o H+ formando o ácido. A fórmula do ácido deve ser escrita HCN ou CNH ? 39) Desenhe a estrutura de Lewis e descreva a geometria das seguintes moléculas: (a) NH2Cl, (b) Cl2O, (c) SCN-, (d) HOF, (e) ClF2+, (f) SnCl3-, (g) PO43- e (h) CS2 40) Dê os valores aproximados dos ângulos das ligações mencionadas: (a) O-S-O no SO2, (b) F-B-F no BF3 e (c) H-C-H e C-C≡N na acetonitrila: 41) Considere as seguintes moléculas: (a) H2O, (b) NH3, (c) CO2, (d) ClF e (e) CCl4. (i) Qual composto tem as ligações mais polares? (ii) Que compostos da lista são apolares ? (iii) Que átomo no ClF tem carga mais negativa ? 42) Qual o tipo de força intermolecular presente em cada caso seguinte. Ordene-os em ordem crescente de intensidade da interação: (a) no metano líquido, CH4, (b) numa mistura de água e metanol, H2O e CH3OH e (c) na solução aquosa de cloreto de lítio, LiCl 43) Que força (ou forças) intermolecular deve ser superada para: (a) fundir-se o gelo, (b) fundir-se o I2 sólido, (c) remover-se a água de hidratação do MnCl2.4H2O e (d) converter-se NH3 líquido em NH3 vapor 44) Quando o KCl se dissolve na água, que tipo de forças atrativas devem ser superadas na água líquida ? Que tipo de forças atrativas são importantes na solução formada ?