INICIANTE
a) No cloreto de tungstênio (VI), o tungstênio está com uma maior deficiência de elétrons que os outros, fazendo ele puxar as nuvens eletrônicas do cloro com certa intensidade, fazendo a ligação se assemelhar a uma ligação covalente.
Em outra linguagem, o $$W^{6+}$$ tem um maior poder polarizante, fazendo a ligação se assemelhar a uma covalente.
b) O enxofre tem em sua configuração um orbital d, que dificulta a formação de ligações $$\pi$$ entre orbitais p, como aconteceria na molécula $$S_2$$
c) Apesar de ambos os átomos de sódio puxarem a própria nuvem eletrônica com a mesma força, fazer uma ligação covalente deixariam eles mais eletricamente carregados, que é exatamente o contrário da tendência natural do sódio.
d) Fazendo o diagrama de energia para os orbitais moleculares do $$He_2$$, percebemos que há o mesmo número de elétrons sigma ligantes e sigma antiligantes, isso resulta em uma ordem de ligação 0, ou seja, não existe.
INTERMEDIÁRIO
a) Sabendo a massa inicial, a massa final e a meia-vida, é possível calcular o tempo que passou entre a medição da massa final e da massa inicial. Para seres vivos isso é extremamente eficiente pois o ser humano, por exemplo, está trocando matéria com o meio ambiente constantemente como o carbono-14, logo a quantidade de carbono-14 no corpo humano é aproximadamente constante e a porcentagem de carbono-14 que existe no mundo. Logo a massa inicial é conhecida. Como quando o ser humano morre ele para de trocar matéria com o meio ambiente, a quantidade de carbono-14 vai diminuir na sua taxa normal que é igual a meia vida. Logo medindo a massa final, podemos descobrir a quanto tempo um ser vivo morreu.
b) Como $$\log_2(\frac{500}{1,86264*10^{-6}}) = 28$$, o tempo decorrido foi 28 meias-vidas, se o tempo decorrido foi 7000 anos, $$7000 = 28t_{1/2} \Rightarrow t_{1/2} = 250 \ anos$$
c) $$t_{1/2} = \dfrac{\ln2}{k} \Rightarrow k = 0,0028 \ ano^{-1}$$
d)
A concentração é: $$[X]_0 = \dfrac{\frac{m}{M}}{V} \Rightarrow [X]_0 = \dfrac{\frac{500*10^{-3}}{500}}{1} \Rightarrow [X]_0 = 10^{-3}$$
Para segunda ordem: $$t_{1/2} = \dfrac{1}{k*[X]_0} \Rightarrow k = 4 L \, ano^{-1} \, mol ^{-1}$$
AVANÇADO
a) $$2MnO_{4(aq)}^-$$ + $$10Cl_{(aq)}^-$$ $$\longrightarrow$$ $$2Mn^{2+}_{(aq)}$$ + $$Cl_{2(aq)}$$ + $$4H_2O{(l)}$$
b) A partir da equação de Clapeyron, calcula-se o volume molar nas CNTP. Partiremos desse valor nesta solução por questão de praticidade.
$$PV = nRT$$
Nas CNTP,
$$Vm = 22,4 \dfrac{L}{mol}$$
Sendo $$Mm$$ a massa molar do gás cloro, temos:
$$d = \dfrac{Mm}{Vm}$$
$$d = \dfrac{71 \dfrac{g}{mol}}{22,4 \dfrac{L}{mol}}$$
$$d = 3,17\dfrac{g}{L}$$
c)
A fim de que analisemos o movimento de $$Cl_2$$ segundo a proposta do problema, devemos considerar que o gás sofre a ação de seu próprio peso e do empuxo do ar.
Temos, assim,
$$Fr$$ = $$d_{ar} V g$$ – $$d_{Cl_2} V g$$
Dividindo os dois membros da equação pela massa de gás cloro, temos:
$$\alpha$$ = $$g$$ – $$g \dfrac{d_{Cl_2}}{d_{ar}}$$
Calculando a densidade do ar nas condições da questão:
$$Mm_{ar}$$ = $$0.8 Mm_{N_2}$$ + $$0.2 Mm_{O_2}$$
$$Mm_{ar}$$ = 28.8 $$\dfrac{g}{mol}$$
Assim,
$$d_{ar}$$ = $$\dfrac{Mm_{ar}}{Vm}$$
$$d_{ar}$$ = $$\dfrac{28.8 \dfrac{g}{mol}}{22.4 \dfrac{L}{mol}}$$
$$d_{ar}$$ = 1.28 $$\dfrac{g}{L}$$
Temos, dessa forma,
$$\alpha$$ = ( 10 – 10 . $$\dfrac{3.17}{1.28}$$ ) $$\dfrac{m}{s^{-2}}$$
$$\alpha$$ = -30.7 $$\dfrac{m}{s^{-2}}$$
Uma vez adotado o sentido do solo para cima como positivo, o valor obtido para a aceleração indica que o gás verde é acelerado contra seu movimento ascendente. Conclusão qualitativa: o cloro provavelmente não se distancia muito do chão – o que, perceba, torna a toxicidade do $$Cl_2$$ um problema ainda mais sério para a personagem da questão. ‘0’
d) Nome sistemático do produto: 1-terc-butil-4-clorobenzeno ou 1-cloro-4-(1,1-dimetiletil)benzeno.
Resposta satisfatória: 1-terc-butil-2-clorobenzeno.
O procedimento descrito no enunciado leva à ocorrência de uma reação de substituição eletrofílica – especificamente, de halogenação, na qual o Cloro é o halogênio a ligar-se ao anel aromático. Nesse contexto, o grupo terc-butila é ativador e favorece a substituição nas posições orto e para (2 e 4 em relação ao grupo terc-butila.
Além disso, é razoável inferir que o tamanho do grupo terc-butila impede a substituição orto: a resposta mais adequada, portanto, é o isômero para do produto.
e) Quando os frascos de amônia e ácido clorídrico – ambos em solução aquosa – são aproximados, se favorece o contato entre $$NH_3$$ e $$HCl$$, pois ambas as substâncias são conhecidamente voláteis e seus vapores sofrem difusão até encontrar-se na região entre os recipientes.
$$NH_3$$ + $$HCl$$ $$\longrightarrow$$ $$NH_4Cl$$
Trata-se de uma reação ácido-base segundo o conceito de Lewis cujo produto, um sal branco, constitui a densa névoa branca formada durante o experimento.