UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO

Departamento de Engenharia e Ciências Exatas

Centro Universitário Norte do Espírito Santo - Rua Humberto de Almeida Francklin, 257 Bairro Universitário, CEP 29.933-415, São Mateus - ES (Sede Provisória) Sítio Eletrônico: http://www.ceunes.ufes.br, Tel.: +55 (27) 3763-8650

LISTA DE EXERCÍCIOS Química Geral – Engenharia Química – Professor Sandro Greco

Ligações Químicas

1ª Questão (2.85-Atkins): A energia de ligação do NO é 632 kJ/mol e a de cada ligação N-O no NO2 é 469

kJ/mol. Use as estruturas de Lewis e a média das energias de ligação dadas na tabela a seguir para explicar: (a) a

diferença entre as energias de ligação das duas moléculas e (b) o fato de que as energias das duas ligações do

NO2 são iguais.

2ª Questão (2.97-Atkins): Esquematize, qualitativamente, as curvas de energia potencial da ligação N-N na

hidrazina (NH2NH2) na molécula de nitrogênio (N2) e no íon N3-.

3ª Questão (2.76-Atkins): Escreva três estruturas de Lewis do íon isocianato (CNO-) que seguem a regra do

octeto (incluindo a estrutura mais importante). Diga qual das três estruturas é mais importante em termos de

contribuição para o híbrido de ressonância e explique a sua escolha.

4ª Questão (3.49-Atkins): Desenhe o diagrama de níveis de energia dos orbitais moleculares do N2. A estrutura

dos orbitais do íon diatômico heteronuclear (CN-) é semelhante à do N2, como a diferença de eletronegatividade

entre os átomos de carbono e de nitrogênio afetam o diagrama de níveis de energia do cianeto se comparado ao

da molécula de N2? Aproveite essas informações para desenhar o diagrama de níveis de energia para o íon

cianeto.

5ª Questão (3.68-Atkins): Os halogênios formam compostos entre si. Esses compostos, chamados inter-

halogênios, tem a fórmula XX’, XX’3 e XX’5, em que X representa o átomo de halogênio mais pesado. (a)

prediga as suas estruturas e ângulos de ligação. Quais deles são polares? (b) Por que o halogênio mais leve não é

o átomo central dessas moléculas? 6ª Questão (3.69-Atkins): A massa molar de um composto orgânico destilado da madeira é 32,04 g/mol e ele

têm a seguinte composição por massa: 37,5% C, 12,6% H e 49,9% O. (a) escreva a estrutura de Lewis do

composto e determine os ângulos de ligação que envolve os átomos de carbono e oxigênio. (b) dê a hibridação

dos átomos de carbono e oxigênio. (c) Diga se a molécula é polar ou apolar.

7ª Questão (3.87-Atkins): O benzino é uma molécula muito reativa de fórmula C6H4 que só pode ser detectada a

baixas temperaturas. Ele está relacionado com o benzeno em função dos seis átomos de carbono do anel,

contudo, no lugar de três duplas ligações a estrutura é normalmente desenhada com duas duplas ligações e uma

ligação tripla. Use a sua compreensão das ligações químicas para explicar a maior reatividade do benzino, se

comparado à do benzeno.

8ª Questão (8.98-Brown): A reação do índio com o enxofre forma três compostos binários (dois elementos)

diferentes, que supomos ser puramente iônicos. Os três compostos têm as seguintes propriedades:

Composto % em massa de In Ponto de fusão (oC)

A 87,7 653

B 78,2 692

C 70,5 1.050

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(a) Determine as fórmulas empíricas dos compostos A, B e C; (b) Em qual composto se espera que o raio iônico

do In seja menor? Explique; (c) O ponto de fusão de compostos iônicos geralmente está em correlação coma

energia de rede. Explique as tendências nos pontos de fusão apresentados na tabela anterior

9ª Questão (8.90-Brown): A afinidade eletrônica do oxigênio é -141 kJ/mol, correspondendo à reação:

O(g) + é → O-(g)

A energia de rede do K2O(s) é 2238 kJ/mol. Use esses dados para calcular a segunda afinidade eletrônica do

átomo de oxigênio, correspondendo à reação:

O-(g) + é → O

2-(g)

Dados do exercício: ∆Hf K2O(s) = -363,2 kJ; ∆Hf K(g) = 89,99 kJ; I(K) = 419 kJ e ∆Hf O(g) = 247,5 kJ.

10ª Questão (3.81-Atkins): Trate o sistema π de uma molécula de corante, composta de N átomos de carbono

em uma cadeia conjugada, como se fosse uma caixa de comprimento NR, em que R é a distância média da

ligação C-C. Sabendo que cada átomo contribui com um elétron e que cada estado da caixa pode acomodar dois

elétrons, obtenha uma expressão para o comprimento e onda da luz absorvida para a transição de menor energia.

Seria necessário aumentar o número de átomos da cadeia carbônica ou diminuir a cadeia para deslocar o

comprimento de onda para valores mais altos? (sugestão – leia a técnica principal 2 da página 233 do livro do

Atkins).