Química - Semana 187

Escrito por: Luiz Viegas.

É muito comum na química, principalmente na orgânica, a necessidade da escrita de compostos e moléculas a partir da geometria e disposição espacial deles. Com base nisso, os problemas dessa semana são compostos sobre os tópicos de geometria molecular e teorias de ligação.

INICIANTE

Na química inorgânica, faz-se relevante muitas vezes o entendimento das geometrias de algumas espécies, para previsões como polaridade e interação com outras substâncias. Com isso em mente, respeitando a teoria da repulsão dos pares de elétrons de valência, faça os seguintes:

A) Diga a geometria molecular do átomo central e sua respectiva hibridação (hibridização):

• $NH_{4}^{+}$
• $C_{1}$ do E-prop-1-en-1-ol
• $PCl_{5}$
• $SF_{4}$
• $H_{2}SO_{4}$

B) O iodo, quando em meio aquoso, participa de um equilíbrio que é demonstrado a baixo:

$I_{2} + I^{-} \rightarrow I_{3}^{-}$

Qual a geometria molecular da espécie que é favorecida com o aumento da concentração do $I_{2}$? Além disso, considerando uma geometria eletrônica, os iodos não centrais no $I_{3}^{-}$ estão em posições axiais ou equatoriais?

INTERMEDIÁRIO

Ouro, apesar de ser um metal nobre, pode ser oxidado na presença de um reagente conhecido como água régia, através da seguinte reação de oxirredução:

$Au + 3NO_{3}^{-} + 4Cl^{-} + 6H^{+}\rightarrow 3NO_{2} + 3H_{2}O + [AuCl_{4}]^{-}$

A) Tendo como base esta reação, portanto, qual da espécies dos produtos faz com que o ouro seja dissolvido? Nesta espécie, qual a geometria molecular? Justifique a geometria com base na distribuição eletrônica da molécula como um todo.

B) O ácido nítrico, o mesmo que é utilizado na dissolução do ouro, é utilizado, juntamente a ácido sulfúrico, para realizar a nitração do benzeno. Escreva o mecanismo da formação da espécie eletrofílica que é adicionada ao anel, além de dizer a geometria da espécie.

AVANÇADO

Na química orgânica, uma ferramenta que pode ser utilizada para observar a geometria molecular de algumas espécies é a Ressonância Magnética Nuclear (RMN), através da análise de comportamento do espectro da espécie requerida.

A) Sabendo que a fórmula molecular do composto é $C_{5}H_{10}O_{2}$, analise o seguinte espectro de $H_{1}$ RMN:

Desenhe a molécula mostrada no espectro e, sabendo que a frequência foi de 1000Mhz, diga qual o $^{3}J$, a multiplicidade e a integração de cada hidrogênio.

B) Sabendo que a fórmula molecular do composto é $C_{6}H_{6}O$, analise o seguinte espectro de $^{1}H$ RMN:

Desenhe a molécula mostrada no espectro e, sabendo que a frequência foi de 1000Mhz, diga qual o $^{3}J$, a multiplicidade e a integração de cada hidrogênio.

C) Na molécula do item B, há um oxigênio ligado à cadeia carbônica. Diga qual a hibridação deste oxigênio e disserte sobre a motivação energética que faz com que esta modificação ocorra.