Ficha nº4 : Exames e TI (2015 – 2018)

• Oito

⇒ O átomo de cloro, Cl, sendo do grupo 17 tem 7 eletrões de valência, e o de hidrogénio, H, do grupo 1, tem 1.

⇒ A molécula de HCl terá 8 eletrões de valência.

• Oito [eletrões] ou quatro pares [de eletrões] …………. 5 pontos

• Opção (C)

A configuração eletrónica do carbono no estado fundamental é 1s² 2s² 2p²

A configuração eletrónica do oxigénio no estado fundamental é 1s² 2s² 2p⁴

⇒ A molécula de CO₂ possui 16 eletrões de valência que se devem distribuir na molécula de acordo com a regra do octeto (cada átomo de ficar rodeado por 8 eletrões).

⇒ É uma molécula onde os átomos de oxigénio (O) se encontram ligados a um átomo central de carbono (C).

⇒ A estrutura de Lewis desta molécula é

⇒ O átomo central não tem dupletos não ligantes. Para que os pares de eletrões ligantes estejam o mais afastados possível é necessário que a molécula assuma geometria linear, ou seja, o ângulo de ligação será de 180°. 

• Opção (C) …………. 5 pontos

⇒ Na formação de 2 mol de NH₃ estabelecem-se 2 × 3 mol ligações N – H, dado existirem 3 ligações N – H em cada molécula.

⇒ A energia libertada na formação das ligações em 2 mol de NH₃ :

• (393 kJ mol^–1 × 3) × 2 mol = 2358 kJ

⇒ A variação de energia associada à formação de 2 mol de NH₃ resulta do balanço da energia absorvida e da libertada:

• ΔE = E_absorvida – E_libertada ⇒ –92 kJ = E_absorvida – 2358 kJ ⇔ E_absorvida = 2266 kJ

• Etapas de resolução:

A) Determinação da energia libertada na formação de 6 mol de ligações N – H (E = 2358 kJ) …….. 5 pontos

B) Determinação da energia total absorvida na rotura de 1 mol de ligações N ≡ N e de 3 mol de ligações H – H (E = 2266 kJ) …….. 5 pontos

• Opção (C)

• ΔH_reação = – 2,60 x 10³ kJ mol^-1

⇒Como ΔH_reação < 0, a combustão do etino envolve libertação de energia.

⇒ A equação química representada indica que a combustão de duas moles de etino envolve a libertação de 2,60 x 10³ kJ.

⇒A combustão de 1 mol de etino envolverá a libertação de 1,30 x 10³ kJ

• Opção (C)…………. 5 pontos

• Opção (B)

⇒ A ligação tripla carbono-carbono é mais forte e mais curta que a ligação dupla carbono-carbono.

⇒ A ligação dupla de eteno tem menor energia e maior comprimento do que a ligação tripla de etino.

• Opção (B)…………. 5 pontos

• Opção (D)

⇒ Na molécula de dióxido de carbono existem 4 pares de eletrões ligantes (2 pares por cada ligação entre o carbono e cada um dos átomos de oxigénio) e 4 pares de eletrões não ligantes nos átomos de oxigénio (2 pares em cada um dos átomos de oxigénio).

• Opção (D)  ……………. 5 pontos

• O ângulo de ligação na molécula de CO₂ é 180º .

⇒ Na molécula de dióxido de carbono, CO₂, não existem eletrões não ligantes no átomo central, o de carbono, que está ligado a dois átomos, os de oxigénio.

⇒ Com base no modelo de repulsão de pares de eletrões de valência, podemos deduzir que a energia da molécula é minimizada quando existir um afastamento máximo dos eletrões ligantes, da ligação do carbono com cada um dos dois átomos de oxigénio, ou seja, quando a amplitude do ângulo da ligação O-C-O for de 180º.

• 180º …………. 5 pontos

• Opção (B)

• Opção (B)  ……………. 5 pontos

• H – Br > H – Cl > H – F

⇒ Os elementos flúor, cloro e bromo localizam-se no mesmo grupo da Tabela Periódica, grupo 17, e nos períodos 2, 3 e 4, respetivamente, ou seja, o flúor antecede o cloro e o cloro antecede o bromo no mesmo grupo da T. P.

⇒ Como o raio atómico aumenta ao longo do grupo, o raio atómico do bromo é superior ao raio atómico do cloro e o raio atómico do cloro é superior ao raio atómico do flúor.

⇒ Como estes átomos se ligam todos ao mesmo átomo 1átomo de hidrogénio2, o comprimento de ligação H – Br é maior do que o comprimento de ligação H – Cl e o comprimento de ligação H – Cl é maior do que o comprimento de ligação H – F.

• H-Br ; H-Cl ; H-F …….. 5 pontos

• Opção (C)

⇒ A molécula de dióxido de carbono, CO₂ , apresenta 4 pares de eletrões ligantes (2 pares de eletrões ligantes para cada ligação entre o carbono e cada um dos átomos de oxigénio).

⇒ Apresenta 4 pares de eletrões não ligantes (2 pares de eletrões em cada um dos átomos de oxigénio), mas nenhum deles no átomo de carbono.

• A geometria molecular do CO₂ é linear.

• Opção (C)  ……………. 5 pontos

⇒ A molécula de ácido metanoico, HCOOH, tem 2 átomos de hidrogénio, 2 de oxigénio e 1 de carbono.

⇒ Estes elementos pertencem aos grupos 1, 16 e 14, respetivamente, e apresentam 1 eletrão de valência o H, 6 o O e 4 o C.

⇒ Nesta molécula existem (2 x 1 + 2 x 6 + 4) = 18 eletrões de valência (a título de exemplo, apresenta-se a estrutura de Lewis desta molécula, onde se pode verificar a existência de 9 pares de eletrões de valência, 5 ligantes e 4 não ligantes).

• 18 eletrões ……………. 5 pontos

• 10 eletrões

⇒  O nitrogénio, Z = 7, com configuração eletrónica no estado fundamental 1s² 2s² 2p³, tem 5 eletrões de valência.

⇒ Na notação de Lewis representam-se os eletrões dos dois átomos.

⇒ Um traço representa um par de eletrões partilhados e cada ponto representa um dos eletrões de valência não partilhados.

• 10 [eletrões.] …………. 5 pontos

• Opção (B)

⇒ A molécula de metano tem um átomo de carbono (grupo 14) com quatro eletrões de valência e quatro átomos de hidrogénio (grupo 1) cada um com um eletrão de valência.

•  4 + 4 = 8 eletrões de valência.

⇒ Nessa molécula há, assim, quatro ligações covalentes simples C–H (figura ao lado), isto é, a distribuição dos oito eletrões de valência mostra que, neste caso, todos são ligantes.

• Na molécula de metano, há no total oito eletrões de valência não existindo eletrões de valência não ligantes.

• Opção (B)  ……………. 5 pontos

• Geometria tetraédrica.

⇒ Na molécula de metano, há no total oito eletrões de valência, formando quatro ligações covalentes simples C–H.

⇒ De acordo com a teoria de repulsão dos pares eletrónicos de valência, a disposição espacial dos átomos em torno de um átomo central é a que conduz à máxima estabilidade da molécula.

•  O máximo afastamento possível dos quatro pares eletrónicos na molécula de metano corresponde a uma distribuição segundo uma geometria tetraédrica.

• [Geometria] tetraédrica …………. 5 pontos

• Opção (D)  ……………. 5 pontos

• 16 (eletrões)  ……………. 5 pontos