Soluções - Semana 51

Iniciante

a) Há um erro conceitual na afirmação, uma vez que todas as geometrias são originadas pela repulsão entre elétrons, sejam eles na forma de pares isolados ou de ligações químicas (o autor considera que apenas pares isolados sofrem repulsão, o que é incorreto), mesmo que, de fato, as duas sejam (assim como todas as outras) geradas por repulsão.

b) Os cinco tipos citados, com exemplos de polares e apolares de cada uma, são:

Linear:  Polar – HCN, HF, CO, HBr, HCl

Apolar – O₂, N₂, CO₂, Cl₂, C₂H₂

Trigonal plana: Polar – H₂NCONH₂ (ureia), COCl₂, cis-dicloroeteno, CH₂N₂, CH₂O

Apolar – SO₃, BrF₃, BF₃, ICl₃, trans-dicloroeteno

Tetraédrica:       Polar – CH₃OH_, CHCl₃, CH₂Cl₂, CF₂Cl₂, CHI₃

Apolar – CH­₄, CCl₄, Si(OH)₄, SiH₄, CBr₄

Angular:              Polar – SO₂, NO₂, H₂O, O₃, OF₂

Apolar – S₈

Piramidal:           Polar – NH₃, SOCl₂, PH₃, NH(CH₃)₂, MeONHCH₃ (amina de Weinreb)

Apolar – P₄

c) – Verdadeiro: o vetor momento dipolar aponta do menos para o mais eletronegativo;

– Falso: o módulo do momento dipolar depende tanto da carga parcial existente quanto da distância de ligação entre os átomos (seu módulo é o produto dos dois valores);

– Falso: os vetores de uma molécula linear apontam na mesma direção, mas não necessariamente em sentidos opostos. Além disso, mesmo que apontem em sentidos contrários, não necessariamente esses vetores se anulam para gerar uma resultante nula;

– Verdadeiro: é impossível que uma molécula triatômica angular seja apolar.

Intermediário

a) Não, não está, uma vez que no cátodo ocorre redução (recebimento de elétrons), que reduz o NOx da espécie envolvida. O NOx aumenta no ânodo, onde ocorre a oxidação.

b) Não, não é sempre válida, uma vez que na eletrólise os polos são invertidos (isto é, o cátodo é negativo e o ânodo é positivo); assim, a afirmação de que “o anodo é negativo” é válida apenas para pilhas.

c) Note-se que a solução de A reagiu com todas as barras, o que mostra uma forte tendência a redução do cátion do metal A, que por sua vez indica um alto valor de potencial de redução. Assim, conclui-se que A é o paládio, Pd.

Já a solução de B não reage com nenhuma barra, o que indica forte tendência de manter-se na forma oxidada catiônica. Isso indica um valor muito negativo de potencial de redução, de modo que B é o magnésio, Mg.

A solução de D reage com todas as barras, exceto a de paládio, o que indica que possui o segundo maior potencial de redução. Assim, conclui-se que D é o chumbo, Pb.

A solução de E reage apenas com a barra de magnésio, de modo que apresenta o segundo menor potencial de redução. Assim, o metal E é o zinco, Zn.

Por exclusão, o metal C é o níquel, Ni.

Todas as reações são do tipo M²⁺ + Me → M + Me²⁺.

Avançado

a) O valor a que se refere a canção é a diferença de eletronegatividade de Pauling entre os dois elementos que compõem a ligação, que é a diferença numérica entre os valores tabelados de cada um (que podem ser calculados teoricamente também). O valor de 1,7 é o limiar (puramente teórico, sem valor físico nenhum) entre uma ligação covalente (valor menor que 1,7) e iônica (maior que 1,7).

b) Metálica – pode ser explicada por duas teorias: “mar de elétrons”, que consiste no compartilhamento mútuo entre os átomos de metais de elétrons com liberdade de movimentação, e a teoria das bandas, que explica por meio de teoria de orbitais moleculares por que os átomos metálicos se unem, formando compostos metálicos. A ligação metálica surge entre átomos metálicos, eletropositivos, e gera compostos metálicos, como Na, Al ou Cu.

Iônica – consiste da transferência de um elétron de um elemento eletropositivo (que se torna cátion) a um eletronegativo (que se torna ânion). Capazes de gerar compostos iônicos, são favorecidas por elementos com alta diferença de eletronegatividade (“metal e ametal”), ânions pouco polarizáveis e cátions pouco polarizantes.

Covalente – consiste do compartilhamento de elétrons entre elementos de eletronegatividade parecida. Podem gerar os compostos covalentes e moleculares e são favorecidas por compostos de baixa diferença de eletronegatividade (“ametal e ametal”); além disso, ânions polarizáveis e cátions polarizantes aumentam o caráter covalente de uma ligação iônica.

c) Metálicos: conduzem eletricidade e calor quando sólidos e líquidos; grau de dureza e resistência mecânica variável, em geral alto; pontos de fusão e ebulição consideravelmente elevados, salvo exceções (como alcalinos, Hg e Ga).

Iônicos: conduzem eletricidade apenas no estado líquido; são sólidos quebradiços, geralmente encontrados na forma de pó; apresentam altos pontos de fusão e ebulição.

Moleculares: não conduzem em nenhum estado; os sólidos são quebradiços; apresentam baixos pontos de fusão e ebulição.

Covalentes: não conduzem em nenhum estado (o grafite, condutor, é uma exceção); os sólidos são bastante duros e resistentes (novamente, o grafite é uma exceção); apresentam altíssimos pontos de fusão e ebulição.

d) A Teoria dos Orbitais Moleculares baseia-se no conceito central de que dois orbitais, ao interagirem para formar uma ligação, geram dois orbitais, um de energia mais baixa (chamado de ligante) e um de energia proporcionalmente mais alta (antiligante). Nesse conceito, a distribuição dos elétrons do oxigênio molecular leva a dois orbitais antiligantes semipreenchidos, o que explica o paramagnetismo do composto.

e) CO: σ_1s² σ_1s^*2 σ_2s² σ_2s^*2 σ_2pz² π_2p² π_2py² ⇒ b = (2+2+2)/2 = 3

F₂: σ_1s² σ_1s^*2 σ_2s² σ_2s^*2 σ_2pz² π_2px² π_2py² π_2px^*2 π_2py^*2 ⇒ b = (2+2+2-2-2)/2 = 1