Geometria Molecular - Exercicios e Resumo PDF

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Exercicios e Resumo...

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Módulo – 7 GEOMETRIA MOLECULAR - Estuda a disposição dos átomos nas moléculas. 1) Teoria da repulsão dos pares ou nuvens eletrônicas da camada de valência (VSEPR) - Os pares eletrônicos da camada de valência, do átomo central, sofrem repulsão gerando as geometrias. - Ex:

2) Regra prática - Montar a fórmula eletrônica ou fórmula de Lewis. - Comparar o número de pares de elétrons e o número de átomos em volta do átomo central

→ Obs: - As duplas, triplas e dativas, são contadas como um par de elétrons (uma nuvem). - Moléculas biatômicas (2 átomos) são lineares. - VAMOS EXERCITAR Determine a geometria das moléculas 1) - geometria: 2) - geometria: 3) - número de pares: - número de átomos: - geometria: 4) - número de pares: - número de átomos: - geometria: 5)

- número de pares: - número de átomos: - geometria: 6)

- número de pares: - número de átomos: - geometria: 7)

- número de pares: - número de átomos: - geometria:

8)

- número de pares: - número de átomos: - geometria: 9)

- número de pares: - número de átomos: - geometria: 10) - número de pares: - número de átomos: - geometria: 11) - número de pares: - número de átomos: - geometria: 12)

- número de pares: - número de átomos: - geometria: POLARIDADE DA MOLÉCULA - A polaridade na molécula, depende da geometria e da soma dos vetores momento dipolar (μ) da molécula. • • - Ex:

Quando a Σμ = 0 a molécula é apolar. Quando a Σμ ≠ 0 a molécula é polar.

1) Regra prática - Montar a fórmula eletrônica ou fórmula de Lewis: - Comparar o número de pares de elétrons e o número de átomos IGUAIS em volta do átomo central

→ Obs: - Duplas, triplas e dativas, são contadas com um par de elétrons. - Moléculas biatômicas com átomos iguais são apolares. - Moléculas biatômicas com átomos diferentes são polares. - Os hidrocarbonetos são apolares. - Nas moléculas simétricas, ocorre o cancelamento dos vetores μ, logo elas são apolares - Nas moléculas assimétricas, não ocorre o cancelamento dos vetores μ, logo elas são polares UTILIDADE DA POLARIDADE NA MOLÉCULA 1) Solubilidade de compostos - A polaridade das moléculas determina se uma amostra se solubiliza ou não em outra. • Semelhante dissolve semelhante. • Solvente polar dissolve soluto polar. • Solvente apolar dissolve soluto apolar. Ex. O etanol é polar, assim como a água, por isso eles se solubilizam. O óleo e água não se misturam, pois o óleo é apolar. 2) Tipo de força intermolecular

- A polaridade determina o tipo de atração entre as moléculas ou o tipo de força intermolecular.

- VAMOS EXERCITAR Determine a polaridade das moléculas 1) - polaridade: 2) - polaridade: 3) - número de pares: - número de átomos iguais: - polaridade: 4) - número de pares: - número de átomos iguais: - polaridade: 5)

- número de pares: - número de átomos iguais: - polaridade: 6)

- número de pares: - número de átomos iguais: - polaridade: 7)

- número de pares:

- número de átomos iguais: - polaridade: 8)

- número de pares: - número de átomos iguais: - polaridade: 9)

- número de pares: - número de átomos iguais: - polaridade: 10) - número de pares: - número de átomos iguais: - polaridade: 11) - número de pares: - número de átomos iguais: - polaridade: 12)

- número de pares: - número de átomos iguais: - polaridade: ATIVIDADES - QUESTÕES ENEM 1)(ENEM) As baterias de Ni – Cd muito utilizadas no nosso cotidiano não devem ser descartadas em lixos comuns uma vez que uma considerável quantidade de cádmio é volatilizada e emitida para o meio ambiente quando as baterias gastas são incineradas como componente do lixo. Com o objetivo de evitar a emissão de cádmio para a

atmosfera durante a combustão é indicado que seja feita a reciclagem dos materiais dessas baterias. Uma maneira de separar o cádmio dos demais compostos presentes na bateria é realizar o processo de lixiviação ácida. Nela, tanto os metais (Cd, Ni e eventualmente Co) como os hidróxidos de íons metálicos Cd(OH) 2(s), Ni(OH)2(s) , Co(OH)2(s) presentes na bateria, reagem com uma mistura ácida e são solubilizados. Em função da baixa seletividade (todos os íons metálicos são solubilizados), após a digestão ácida, é realizada uma etapa de extração dos metais com solventes orgânicos de acordo com a reação:

A reação descrita no texto mostra o processo de extração dos metais por meio da reação com moléculas orgânicas, X e Y. Considerando-se as estruturas de X e Y e o processo de separação descrito, pode-se afirmar que: a) as moléculas X e Y atuam como extratores catiônicos uma vez que a parte polar da molécula troca o íon H + pelo cátion do metal. b) as moléculas X e Y atuam como extratores aniônicos uma vez que a parte polar da molécula troca o íon H + pelo cátion do metal. c) as moléculas X e Y atuam como extratores catiônicos uma vez que a parte apolar da molécula troca o íon pelo cátion do metal. d) as moléculas X e Y atuam como extratores aniônicos uma vez que a parte polar da molécula troca o íon pelo cátion do metal. e) as moléculas X e Y fazem ligações com os íons metálicos resultando em compostos com caráter apolar o que justifica a eficácia da extração.

2)(Enem) Pesticidas são substâncias utilizadas para promover o controle de pragas. No entanto, após sua aplicação em ambientes abertos, alguns pesticidas organoclorados são arrastados pela água até lagos e rios e, ao passar pelas guelras dos peixes, podem difundir-se para seus tecidos lipídicos e lá se acumularem.

A característica desses compostos, responsável pelo processo descrito no texto, é o(a) a) baixa polaridade. b) baixa massa molecular. c) ocorrência de halogênios. d) tamanho pequeno das moléculas. e) presença de hidroxilas nas cadeias.

3) (Enem) Em sua formulação, o spray de pimenta contém porcentagens variadas de oleorresina de Capsicum, cujo princípio ativo é a capsaicina, e um solvente (um álcool como etanol ou isopropanol). Em contato com os olhos, pele ou vias respiratórias, a capsaicina causa um efeito inflamatório que gera uma sensação dor e ardor, levando à cegueira temporária. O processo é desencadeado pela liberação de neuropeptídios das terminações nervosas. Como funciona o gás de pimenta. Disponível em: http://pessoas.hsw.uol.com.br. Acesso em: 1 mar. 2012 (adaptado)

Quando uma pessoa é atingida com o spray de pimenta nos olhos ou na pele, a lavagem da região atingida com água é ineficaz porque a a) Reação entre etanol e água libera calor, intensificando o ardor. b) Solubilidade do princípio ativo em água é muito baixa, dificultando a sua remoção. c) Permeabilidade da água na pele é muito alta, não permitindo a remoção do princípio ativo. d) Solubilização do óleo em água causa um maior espalhamento além das áreas atingidas. e) Ardência faz evaporar rapidamente a água, não permitindo que haja contato entre o óleo e o solvente.

- GABARITO 1-A 2-A 3-B - QUESTÕES OUTROS VESTIBULARES 1) (UFRGS-RS) O modelo de repulsão dos pares de elétrons da camada de valência estabelece que a configuração eletrônica dos elementos que constituem uma molécula é responsável pela sua geometria molecular. Relacione as moléculas com as respectivas geometrias:

Dados: números atômicos: H (Z = 1), C (Z = 6), N (Z = 7), O (Z = 8), S (Z = 16)

Coluna I - Geometria molecular 1 - linear 2 - quadrada 3 - trigonal plana 4 - angular 5 - pirâmide trigonal 6 - bipirâmide trigonal

Coluna II - Moléculas ( ) SO3 ( ) NH3 ( ) CO2 ( ) SO2 A relação numérica, de cima para baixo, da coluna II, que estabelece a sequência de associações corretas é: a) 5 - 3 - 1 - 4 b) 3 - 5 - 4 - 6 c) 3 - 5 - 1 – 4 d) 5 - 3 - 2 - 1 e) 2 - 3 - 1 – 6 2) (UFC-CE) Estudos recentes têm indicado que o uso inapropriado de lubrificantes ordinários, normalmente encontrados em farmácias e drogarias, tais como loções oleosas e cremes, que contêm vaselina, óleo mineral ou outros derivados de petróleo, acarretam danificações nos preservativos masculinos (camisinhas), os quais são feitos, geralmente, de um material denominado látex (poli-1,4-isopreno), cujo momento dipolar

é aproximadamente igual a zero (μ = 0), e cuja estrutura da unidade monomérica é dada a seguir: Tais danificações, geralmente, constituem-se de micro-rupturas das camisinhas, imperceptíveis a olho nu, que permitem o fluxo de esperma através das mesmas, acarretando gravidez indesejável, ou na transmissão de doenças sexualmente transmissíveis, particularmente a AIDS. Assinale a alternativa correta. a) Substâncias apolares seriam mais adequadas como lubrificantes dos preservativos. b) Óleos lubrificantes bastante solúveis em tetracloreto de carbono (CCℓ 4), geralmente, não interagem com o látex. c) Os óleos que provocam danificações nos preservativos são, geralmente, de natureza bastante polar. d) Substâncias, cujas forças intermoleculares se assemelham às presentes no látex, seriam mais adequadas como lubrificantes dos preservativos. e) Substâncias com elevados valores de momento de dipolo seriam mais adequadas como lubrificantes dos preservativos.

3) Ao reagir com a água, NH3 origina os íons NH 4+ e hidroxila OH-, segundo a equação química:

Dados (número atômico): H = 1; N = 7; O = 8. As espécies químicas nitrogenadas apresentam, respectivamente, geometria: a) trigonal e angular. b) piramidal e tetraédrica. c) tetraédrica e piramidal. d) tetraédrica e plana. e) linear e piramidal.

4) (UNIRIO-RJ) Uma substância polar tende a se dissolver em outra substância polar. Com base nesta regra, indique como será a mistura resultante após a adição de bromo (Br2) à mistura inicial de tetracloreto de carbono (CCℓ4) e água (H2O).

a) Homogênea, com o bromo se dissolvendo completamente na mistura. b) Homogênea, com o bromo se dissolvendo apenas no CCℓ4. c) Homogênea, com o bromo se dissolvendo apenas na H 2O. d) Heterogênea, com o bromo se dissolvendo principalmente no CCℓ4. e) Heterogênea, com o bromo se dissolvendo principalmente na H2O.

5) (Centro Universitário de Franca SP) Uma etapa importante na produção industrial de ácido sulfúrico é a obtenção do trióxido de enxofre a partir da seguinte reação:

Para aumentar o rendimento da produção de ácido sulfúrico, a formação do gás trióxido de enxofre é uma etapa crítica, sendo importante favorecer o deslocamento do equilíbrio no sentido da formação desse gás. Considere que esse sistema sofre, separadamente, as seguintes ações: 1: aumento da pressão 2: adição de um catalisador 3: aumento da concentração de oxigênio 4: aumento da temperatura De acordo com a sequência apresentada na equação química, as polaridades das moléculas dos gases, são, respectivamente, a)polar, polar e apolar. b)polar, apolar e polar. c)polar, apolar e apolar. d)apolar, apolar e polar. e)apolar, apolar e apolar.

6) (UDESC SC) O consumo cada vez maior de combustíveis fósseis tem levado a um aumento considerável da concentração de dióxido de carbono na atmosfera, o que acarreta diversos problemas, dentre eles o efeito estufa. Com relação à molécula de dióxido de carbono, é correto afirmar que:

a)é apolar e apresenta ligações covalentes apolares. b)é polar e apresenta ligações covalentes polares. c)os dois átomos de oxigênio estão ligados entre si por meio de uma ligação covalente apolar. d)é apolar e apresenta ligações covalentes polares. e)apresenta quatro ligações covalentes apolares.

7) (Cesgranrio-RJ) Indique o item que apresenta a única espécie de estrutura linear. a) H2O b) C6H5CH2CH3 c) CO2 d) NH3 e) H2SO4

8) (UFRR) O momento de dipolo elétrico μ é uma propriedade relacionada à distribuição de cargas elétricas nas moléculas, o qual pode ser representado por: μ = Q x d, sendo Q a carga, em Coulomb, e d a distância entre as cargas, em Å (10–8 cm). Quando o valor do momento de dipolo elétrico for igual a zero (μ = 0), a molécula é considerada apolar e, quando diferente de zero (μ ≠ 0), é polar. Assinale a alternativa que apresenta apenas moléculas com momento de dipolo elétrico diferente de zero ( μ ≠ 0) . a)CH4; H2O; NH3; HCl b)H2O; CO2; CH3Cl; CO c)NH3; CO2; CO; HCl d)H2O; HCl; CH3Cl; HF e)CH4; HCl; NH3; HF

9) O monóxido de Carbono (CO) é formado pela combinação de um átomo de carbono e um átomo de oxigênio. É gás inflamável, inodoro e muito perigoso devido à sua grande toxidade(http://pt.wikipedia.org). Com relação a esse gás, a geometria da molécula e a última camada do átomo central são, respectivamente:

a) angular e completa. b) linear e completa. c) angular e completa. d) linear e incompleta.

10) (PUC-MG) Com relação à geometria das moléculas, a opção correta a seguir é: a) NO - linear, CO2 - linear, NF3 - piramidal, H2O - angular, BF3 - trigonal plana. b) NO - linear, CO2 - angular, NF3 - piramidal, H2O - angular, BF 3 - trigonal plana. c) NO - linear, CO2 - trigonal, NF3 - trigonal, H2O - linear, BF3 - piramidal. d) NO - angular, CO2 - linear, NF3 - piramidal, H2O - angular, BF3 - trigonal. e) NO - angular, CO2 - trigonal, NF3 - trigonal, H2O - linear, BF 3 - piramidal.

11) (UFRGS RS) O dióxido de enxofre, em contato com o ar, forma trióxido de enxofre que, por sua vez, em contato com a água, forma ácido sulfúrico. Na coluna da esquerda, abaixo, estão listadas 5 substâncias envolvidas nesse processo. Na coluna da direita, características das moléculas dessa substância. 1.SO2 2.SO3 3.H2SO4 4.H2O 5.O2 ( )

tetraédrica, polar

( )

angular, polar

( )

linear, apolar

( )

trigonal, apolar

A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é a)1 – 4 – 3 – 2.

b)2 – 3 – 5 – 1. c)2 – 3 – 4 – 5. d)3 – 1 – 5 – 2. e)3 – 4 – 2 – 1.

12) (UEPG PR) Considerando as representações abaixo, assinale o que for correto quanto às ligações químicas desses compostos: I.H2S II.O2 III.CaCl2 IV.KI

01.O composto III é um sal inorgânico formado por ligação iônica. 02.O composto II tem moléculas de geometria linear formadas por ligação covalente apolar. 04.O composto I é um ácido inorgânico com ligações do tipo covalente polar. 08.O composto IV, quando puro, é um líquido à temperatura ambiente e essa característica se deve ao tipo de ligação química apresentada.

13) (Unesp-SP) Dentre as afirmativas abaixo, assinalar a que contém a afirmação incorreta. a) Ligação covalente é aquela que se dá pelo compartilhamento de elétrons entre dois átomos. b) O composto covalente HCℓ é polar, devido à diferença de eletronegatividade existente entre os átomos de hidrogênio e cloro. c) O composto formado entre um metal alcalino e halogênio é covalente. d) A substância da fórmula Br 2 é apolar. e) A substância da fórmula CaI2 é iônica.

14) (Mackenzie-SP) Analise as seguintes informações: I. A molécula CO2 é apolar, sendo formada por ligações covalentes polares. II. A molécula H2O é polar, sendo formada por ligações covalentes apolares. III. A molécula NH3 é polar, sendo formada por ligações iônicas. Concluiu-se que: a) somente I é correta. b) somente II é correta. c) somente III é correta. d) somente II e III são corretas. e) somente I e III são corretas.

15) (UFRR) O modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência ou VSEPR (sigla de origem inglesa, valenceshell electron-pair repulsion) é utilizado com frequência para prever a geometria de moléculas. Tal modelo, baseia-se no princípio de que os pares de elétrons ao redor de um átomo tendem a se posicionar o mais afastado possível uns dos outros de modo a minimizar as repulsões eletrônicas. Sabendo que, a polaridade das moléculas está relacionada também a sua geometria, assinale a opção que contém, respectivamente, a polaridade das moléculas: CH 2Cl2, BF3, H2S e BeCl2. a)todas são polares; b)polar, apolar, polar e apolar; c)todas são apolares; d)apolar, polar, apolar e polar; e)apolar, polar, apolar e apolar.

16) (UFPI-PI) Moléculas polares são responsáveis pela absorção de energia de microondas. Assinale abaixo a substância que mais provavelmente absorverá nesta região. a) BeCℓ2 b) H2O c) CCℓ4 d) CO2

e) BF3

17) (PUC-MG) Relacione a fórmula, forma geométrica e polaridade a seguir, assinalando a opção CORRETA: a) Fórmula – CO2; Forma Geométrica - linear; Polaridade - polar; b) Fórmula - CCℓ4; Forma Geométrica - tetraédrica; Polaridade - polar; c) Fórmula – NH3; Forma Geométrica - piramidal; Polaridade - apolar; d) Fórmula – BeH2; Forma Geométrica - linear; Polaridade - apolar;

18) (PUC MG) As ligações covalentes são formadas por meio do compartilhamento de elétrons entre os átomos envolvidos na ligação. Essas ligações químicas podem ser classificadas em dois tipos: ligações covalentes polares e ligações covalentes apolares. Além disso, as moléculas também podem ser classificadas como polares e apolares. Assinale a opção que apresenta SOMENTE moléculas apolares. a)N2, O2 e CCl4 b)CHCl3, N 2, NH3 c)CH4, CCl4, H2O d)BF3, NH3, CO2

19) (PUCCAMP-SP) Observe os dados da tabela a seguir.

"As substâncias com moléculas ...X... são insolúveis na água; o composto que apresenta ligação ...Y... tem pontos de fusão e ebulição elevados." Com o auxílio da tabela, completa-se corretamente a proposição substituindo-se X e Y, respectivamente, por a) apolares e iônica. b) apolares e covalente apolar.

c) apolares e covalente polar. d) polares e metálica. e) polares e iônica.

- GABARITO 1-C 2-E 3-B 4-D 5-C 6-D 7-C 8-D 9-B 10 - A 11 - D 12 - 01,02,04=07 13 - C 14 - A 15 - B 16 - B 17 - D 18 - A 19 - A - QUESTÕES DISCURSIVAS 01) (Unesp- SP) Represente as fórmulas eletrônicas e descreva a geometria de NO 2– , NO3– e NH3 (dados os números atômicos: N = 7; O = 8; H = 1).

02) (Unesp-SP) Os fornos de microondas são aparelhos que emitem radiações eletromagnéticas (as microondas) que aquecem a água e, consequentemente, os alimentos que a contêm. Isso ocorre porque as moléculas de água são polares, condição necessária para que a interação com esse tipo de radiação seja significativa. As eletronegatividades para alguns elementos são apresentadas na tabela a seguir.

a) Com base nessas informações, forneça a fórmula estrutural e indique o momento dipolar resultante para a molécula de água.

b) Sabendo que praticamente não se observam variações na temperatura do dióxido de carbono quando este é exposto à ação das radiações denominadas microondas, forneça a estrutura da molécula de CO2. Justifique sua resposta, considerando as diferenças nas eletronegatividades do carbono e do oxigênio. ________________________________________

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- GABARITO 1)

2)...