Iniciante
a) Fórmula molecular: $$SiO_2$$, sílica.
Observação: em todas as suas formas possíveis, $$SiO_2$$ é um composto covalente e não apresenta moléculas unitárias.
Um eventual composto equivalente ao $$CO_2$$ seria quimicamente inviável pela razão apontada no item c): como um átomo do terceiro período e de raio atômico grande, o Silício apresenta impedimento a ligações $$\pi_{pp}$$.
b) Areia na natureza, vidro após tratamento industrial.
Também poderiam ser citadas as formas de quartzo na natureza e sílica-gel após tratamento industrial. Esta última forma é muito útil para compor uma fase estacionária polar em Cromatografia – conforme você estudou ou vai estudar em Química Analítica Qualitativa.
c) Não seria viável sintetizar a segunda espécie, de fórmula molecular $$Si_3H_6$$, pois sua estrutura apresenta uma ligação $$\pi_{pp}$$.
A primeira estrutura é um polímero de Silício e a última seria um derivado de silicone em que grupamentos metila seriam substituídos por Hidrogênio.
Perceba, aqui, a limitação da química dos compostos de Silício – também presente nas cadeias de Enxofre, outro elemento com catenação apreciável. A capacidade de formar ligações $$\pi$$ sem impedimentos torna a química do Carbono rica e única.
Tente imaginar a Química Orgânica sem a existência de alcenos, alcinos e compostos carbonilados.
Intermediário
——
Avançado
a)
Calculando a massa molar média do ar seco:
$$M_{seco}$$ = 0,2 . $$M_{O2}$$ + 0,8 . $$M_{N2}$$
$$M_{seco}$$ = 0,2 . 32g/mol + 0,8 . 28g/mol
$$M_{seco}$$ = 28,8g/mol
Assim,
$$X_{agua}$$ = $$P_{agua}$$ / $$P_{atm}$$
$$P_{agua}$$ = 0,2 . 2,3kPa = 0,46kPa
Logo,
$$X_{agua}$$ = 0,46 / 100
$$X_{agua}$$ = 0,0046
Por fim, calculamos a massa molar do ar úmido:
$$M_{umido}$$ = $$X_{agua}$$ . $$M_[agua]$$ + (1- $$X_{agua}$$ ) . $$M_{seco}$$
$$M_{umido}$$ = 0,0046 . 18g/mol + 0,9954 . 28,8g/mol
$$M_{umido}$$ = 28,75g/mol
b)
A maior abundância do $$N_2$$ em relação ao $$O_2$$ pode ser explicada em termos de reatividade das duas substâncias. Enquanto $$O_2$$ pode combinar-se com muitas substâncias abundantes na Terra, a estabilidade química do $$N_2$$ se assemelha à dos gases nobres.
A inércia química do $$N_2$$, por sua vez, é consequência da elevada entalpia da ligação tripla entre os átomos de $$N$$. Estabelecendo um comparativo entre ela e a ligação dupla entre os átomos de $$O$$, segue que:
->Em $$O_2$$, cada átomo de Oxigênio contém 4 elétrons desemparelhados, o que gera repulsão elétrica, colaborando para a instabilidade da ligação.
Em $$N_2$$, cada átomo apresenta apenas 2 elétrons desemparelhados.
->O raio atômico de $$O$$ é inferior ao raio atômico de $$N$$, o que também contribui para desestabilizar a ligação em $$O_2$$ via repulsão eletrônica.
->A ordem de ligação em $$N_2$$ – que é igual a 3 – é maior do que a ordem de ligação em $$O_2$$ – que vale 2 -, o que contribui significativamente para a maior entalpia de ligação do dinitrogênio.
c)
Calculando a fração molar necessária para que os dois gases tenham a mesma abundância (condição-limite):
$$X_{agua}$$ = (1-$$X_{agua}$$) . 0,0093
1,009 . $$X_{agua}$$ = 0,0093
$$X_{agua}$$ = 0,0092
Portanto,
$$P_{agua}$$ = 0,0092 . 100kPa
$$P_{agua}$$ = 0,92kPa
Calculando a umidade relativa,
Umidade = 0,92kPa / 2,3kPa
Umidade = 40%
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