Lista - Tópico 1 - Ligação Covalente - Química Geral

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS – UFMG INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS – ICEx Departamento de Química – Setor de Química Inorgânica Tópico I – Ligação Covalente – Química Geral Questão 01. Represente através de um número adequado de formas de ressonância o íon SO42- e diga qual é a ordem da ligação enxofre-oxigênio. Questão 02. A acroleína, usada na fabricação de plásticos, pode ser obtida por meio da reação entre etileno e monóxido de carbono, conforme representado na equação abaixo: C C H H H H C O C C C O H H H H + a) Indique qual é a ligação carbono-carbono mais forte na molécula de acroleína. Justifique. b) Indique qual é a ligação carbono-carbono mais longa na molécula de acroleína. Justifique. c) As moléculas de etileno e acroleína são apolares? Justifique. Questão 03. O comprimento médio da ligação simples carbono-oxigênio é de 143 pm. No íon carbonato, CO32‒, a separação entre esses átomos é de 129 pm, no formaldeído (CH2O) é de 121 pm e no monóxido de carbono, 113 pm. Esses valores são compatíveis com as respectivas ordens de ligação? Explique. Questão 04. As espécies CO, CO2, CH3OH e CO32‒ contêm ligações carbono-oxigênio. a) Coloque as quatro espécies em ordem crescente de energia de ligação carbono-oxigênio. Justifique. b) Qual espécie deve apresentar o menor comprimento para a ligação carbono-oxigênio? Justifique. c) As espécies CO, CO2 e CH3OH são polares? Justifique. Questão 05. Considerando os íons NO2+ e NO2‒, faça o que se pede: a) Represente cada um dos íons através de um número adequado de formas de ressonância. b) Quais são as ordens da ligação N-O em cada um deles? c) O comprimento da ligação N-O em um desses íons é 110 pm e no outro 124 pm. Qual comprimento de ligação corresponde a qual íon? Justifique sua resposta. Ligação covalente 1. Estruturas de Lewis. 2. Eletronegatividade e polaridade de ligação. 3. Eletronegatividade. 4. Carga formal e estruturas de Lewis. 5. Conceito de ressonância. 6. Expansão do octeto. Questão 06. Faça o que se pede em cada item abaixo. a) Sabendo que os elétrons em uma molécula devem estar distribuídos de forma que as cargas nos átomos fiquem o mais próximo possível de zero, esboce a melhor estrutura de Lewis para o íon sulfito, SO32‒, com base nas cargas formais. Deixe os cálculos indicados. b) Em solução aquosa o íon sulfito interage com os íons H+. O íon H+ se liga ao átomo de S ou ao átomo de O no SO32‒. Justifique. Questão 07. Faça o que se pede em cada item abaixo. a) Usando a regra do octeto, esboce a estrutura de Lewis para o íon ClO3‒. b) Calcule a carga formal para os átomos do íon ClO3‒. c) Indique como a carga formal do Cl pode ser reduzida. d) Represente o íon ClO3‒ através de um número adequado de formas de ressonância. Questão 08. Com base nas estruturas de Lewis, coloque os seguintes íons na ordem decrescente de comprimento de ligação nitrogênio-oxigênio e forneça a ordem de ligação nitrogênio-oxigênio em cada caso. NO+, NO2‒, NO3‒ Questão 9. Uma molécula possui quatro pares de elétrons em torno do átomo central. a) Como a molécula pode ter uma estrutura piramidal? Explique. b) Como a molécula pode ter uma estrutura angular? Explique. c) Quais ângulos de ligação são previstos em cada caso? Questão 10. Os íons cianato, NCO-, e fulminato, CNO-, possuem a mesma fórmula, mas diferentes arranjos de átomos. Esses íons podem ser representados pelas estruturas de ressonância abaixo: C O N.. .. .. .. - C O N .. .. .. - .. C O N .. .. .. - .. N O C.. .. .. .. - N O C .. .. .. - .. N O C .. .. .. - .. a) Calcule as cargas formais de cada átomo para cada uma das estruturas de ressonância dos íons cianato e fulminato. b) Com base nas cargas formais, decida qual é a estrutura de ressonância com a distribuição de cargas mais razoável, em cada caso. Justifique. c) Com base nas cargas formais, é possível dizer qual desses dois íons é o mais estável? Justifique. Questão 11. O comprimento da ligação C–O no monóxido de carbono é 1,13 Å, enquanto a ligação C–O no dióxido de carbono mede 1,24 Å. a) Represente todas as estruturas de ressonância possíveis para as moléculas de CO e de CO2. b) Baseando-se nas distâncias de ligação observadas, preveja a estrutura mais estável para a molécula de CO. Questão 12. Forneça todas as estruturas de Lewis que satisfazem a regra do octeto para as moléculas e íons a seguir. Em caso de existir mais de uma estrutura de ressonância, indique a dominante. a) H2S b) PF3 c) SiF4 d) CH2Cl2 e) HCN f) C2H3N g) C2H4 h) BrO3– i) C6H6 j) O22– k) ClO2– l) CN– m) HCO2– n) PO43– o) NCS– p) POCl3 q) O3 Questão 13. Forneça todas as estruturas de Lewis razoáveis para as moléculas e íons a seguir. Em caso de existir mais de uma estrutura de ressonância, indique a dominante. a) ClO2 b) BF3 c) PF5 d) NO e) NO2 f) AsF6– g) ICl4– h) SOF4 i) O2– j) SF2 k) AlH4– l) HClO2 m) XeF2 n) SF6 o) OCS p) SOCl2 Questão 14. Considerando o íon nitrito e o ácido nitroso: a) Escreva todas as estruturas de Lewis possíveis para as duas moléculas. b) Calcule a carga formal do nitrogênio em cada estrutura considerada no item anterior. c) As duas moléculas exibem ressonância? Justifique sua resposta. d) A ligação N=O no ácido nitroso é mais curta, mais longa ou tem o mesmo comprimento da ligação N=O no ânion nitrito? Questão 15. Considere a estrutura de Lewis do oxiânion XO4n- na qual cada átomo de oxigênio tem carga formal -1, e X é um elemento do terceiro período. Ao alterar a carga total n de -1 para -2 e então para -3, obtêm-se três íons diferentes. Em cada caso: a) Identifique o átomo central X. b) Determine a carga formal de X. c) Represente uma estrutura de Lewis na qual a carga formal de X seja igual à zero. Questão 16. Para cada uma das moléculas SO2, SO3 e SO42-, represente uma única estrutura de Lewis que satisfaça a regra do octeto, e que minimize as cargas formais dos átomos. Baseando-se na sua resposta, disponha essas moléculas em ordem crescente de comprimento de ligação S–O. Questão 17. O naftaleno é uma molécula formada por dois anéis de seis membros de carbono, compartilhados em uma das ligações, conforme representado a seguir pela estrutura de Lewis incompleta: a) Escreva todas as estruturas de ressonância do naftaleno. b) Baseando-se nas estruturas de ressonância construídas no item anterior, explique a diferença observada experimentalmente entre os comprimentos de ligação na molécula de naftaleno. Questão 18. Construa todas as estruturas de ressonância possíveis para POF3, SOF4 e SO3F-, e utilize o conceito de cargas formais para prever quais são as estruturas que contribuem mais significativamente para os híbridos. Questão 19. Desenhe as estruturas de ressonância possíveis para o íon SeCN-, e selecione aquela que contribui mais para o híbrido de ressonância. Questão 20. Desenhe as estruturas de ressonância possíveis para N2O, e indique aquela que provavelmente exerce maior contribuição sobre o híbrido.