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Livro Digital Aula 04 – Geometria e Interações Fuvest 2021 Professor Prazeres Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 2 107 Sumário Introdução ......................................................................................................................... 4 1. Geometria Molecular. .................................................................................................... 4 VSEPR. ................................................................................................................................................ 4 Analisando os ângulos das moléculas. .............................................................................................. 8 Arranjo eletrônico............................................................................................................................ 13 Quadro resumo................................................................................................................................ 14 2. Polaridade. .................................................................................................................. 18 Polaridade das ligações. .................................................................................................................. 18 Polaridade das moléculas................................................................................................................ 19 3. Interações Intermoleculares. ....................................................................................... 25 Dipolo Induzido-Dipolo Induzido ..................................................................................................... 25 Dipolo-Dipolo. .................................................................................................................................. 26 Ligação de hidrogênio. .................................................................................................................... 26 Outras Interações Entre Partículas. ................................................................................................ 28 Temperaturas de Fusão e Ebulição. ................................................................................................ 33 Solubilidade. .................................................................................................................................... 36 4. Retículos Cristalinos ..................................................................................................... 39 Retículo cristalino metálico. ............................................................................................................ 39 Retículo cristalino iônico. ................................................................................................................ 39 Retículo cristalino molecular. .......................................................................................................... 40 Retículo cristalino covalente. .......................................................................................................... 40 5. Questões Fundamentais .............................................................................................. 42 6. Já Caiu na Fuvest .......................................................................................................... 43 7. Já Caiu Nos Principais Vestibulares .............................................................................. 47 Geometria molecular....................................................................................................................... 47 Polaridade. ...................................................................................................................................... 52 Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 3 107 Interações intermoleculares. ........................................................................................................... 56 Retículos cristalinos. ........................................................................................................................ 61 8. Gabarito Sem Comentários .......................................................................................... 66 9. Resoluções Das Questões Fundamentais ...................................................................... 66 10. Questões Resolvidas E Comentadas ........................................................................... 68 11. Considerações Finais das Aulas ................................................................................ 106 12. Referências .............................................................................................................. 106 Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 4 107 Introdução Podemos considerar essa aula como segunda parte da aula anterior, de ligações químicas, porém é nesta que se desdobram as principais propriedades das substâncias. Ao utilizar fundamentos sobre interações intermoleculares, muitos fenômenos observados no cotidiano serão explicados aqui. Essa aula é bem interessante. It´s time! Are you ready? Não se esqueça da água, lanchinho e um café, talvez. 1. Geometria Molecular. Uma molécula é definida pela combinação dos átomos por meio de ligações covalentes. Na aula anterior, por fins didáticos, foi permitido orientar os átomos em qualquer disposição. Porém a partir desse momento, toda fórmula estrutural apresentada deve ser representada com sua respectiva geometria molecular. A teoria molecular atual que explica a geometria das moléculas é denominada teoria da repulsão dos pares de elétrons da camada de valência (VSEPR). VSEPR. A teoria de repulsão dos pares de elétrons da camada de valência, do inglês Valence Shell Electron Pair Repulsion theory – VSEPR (leia-se vésper) também conhecida em português pela sigla REPECV – repulsão dos pares de elétrons da camada de valência. O método VSEPR estabelece que a disposição dos átomos em uma molécula química é resultado das repulsões dos pares eletrônicos de valência no átomo central. Esses elétrons na camada de valência são os elétrons compartilhados e não compartilhados e compõem as nuvens eletrônicas, que são classificadas em quatro tipos: As nuvens eletrônicas de um átomo central se repulsam e permanecem dispostas no espaço da maneira mais espaçada possível. Ao ligar todos os átomos da molécula por linhas retas, temos uma figura geométrica. A repulsão dos pares eletrônicos compartilhados e não compartilhados do átomo central configuram o arranjo molecular. Nuvem eletrônica 2 elétrons compartilhados (ligação simples) 4 elétrons compartilhados (ligação dupla) 6 elétrons compartilhados (ligação tripla) 2 elétrons não compartilhados (par de elétrons sobrando) Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 5 107 A partir da quantidade de átomos por molécula, classificaremos as geometrias moleculares. Moléculas biatômicas: sem átomo central . Ao ligar dois átomos, a orientação espacial formada será uma linha reta. Portanto, a geometria de moléculas de dois átomos sempre é linear. Exemplos: H H O O N N Moléculas triatômicas: átomo central + dois átomos ligantes. Existem duas geometrias para as moléculas formadas por três átomos: linear ou angular. A molécula com geometria linear não possui par de elétron não compartilhado no átomo central, portanto a geometria obtida pela repulsão entre os elétrons compartilhados é linear. Exemplos: C OO Be HH C NH Quando o átomo central apresenta um ou mais pares de elétrons não compartilhados, ocorre repulsão desses pares sobreos elétrons compartilhados. A repulsão dos elétrons não ligantes é maior que a repulsão dos elétrons ligantes, porque um par de elétrons não ligante concentra mais seus elétrons em uma pequena região. De tal modo, os átomos ligantes ficam mais próximos. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 6 107 Exemplos: O H H S O O Moléculas tetratômicas: átomo central + três átomos ligantes. As moléculas tetratômicas apresentam duas geometrias: trigonal plana ou pirâmide trigonal. As moléculas com quatro átomos que não possuem par eletrônico não ligante no átomo central apresentam geometria trigonal plana ou triangular. Exemplos: B HH H S O O O C O HH As moléculas com quatro átomos que possuem par eletrônico não ligante no átomo central apresentam geometria pirâmide trigonal ou pirâmide de base triangular ou piramidal. As disposições tridimensionais quando representadas na folha de papel podem causar confusões. A ligação que entra no plano - posicionada atrás desta tela – é representada por uma linha tracejada (---). A ligação que sai do plano - posicionada entre o leitor e esta tela – é representada por uma linha preenchida (─). A geometria da molécula NH3 fica mais evidente em uma disposição tridimensional: Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 7 107 Exemplos: Representação planar: N H H H P H H H S O O OH H Representações espaciais: N H H H P H H H S O O OH H N H H H P H H H S O O OH H Moléculas pentatônicas: átomo central + quatro átomos ligantes. As moléculas que apresentam 5 átomos, geralmente, nas provas de vestibular são tetraédricas. As moléculas tetraédricas não têm par de elétron não compartilhado. Elas também são estruturas tridimensionais. Exemplo: Representação planar: C H H H H C H H H H Representação espacial: C H H H H Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 8 107 Analisando os ângulos das moléculas. As moléculas apresentam ângulos específicos que orientam os átomos no espaço. A seguir será estudado os ângulos encontrados em cada geometria. Geometria linear O ângulo de uma geometria linear sempre será igual a 180°. Por exemplo, o ângulo entre os átomos de oxigênio na molécula de CO2 ou o ângulo entre o hidrogênio e o nitrogênio no cianeto de hidrogênio. Geometria trigonal plana O ângulo de uma geometria trigonal plana é igual a 120° quando os átomos ligantes são iguais entre si. Por exemplo, o ângulo entre os ligantes da molécula de borano (BH3) e o ângulo entre os átomos de oxigênio na molécula do trióxido de enxofre (SO3). Átomos ligantes distintos alteram os ângulos na molécula. Para átomos ligantes diferentes entre si, o ângulo de separação entre eles fica heterogêneo. Em uma molécula, além da repulsão eletrostática das ligações covalentes, os núcleos atômicos também se repelem; e como as forças de repulsão entre os núcleos são diferentes, então os ângulos da molécula também serão. Por exemplo, a molécula de formaldeído (CH2O) apresenta ligantes distintos entre si: dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio. O núcleo de oxigênio apresenta 8 prótons, enquanto cada núcleo de hidrogênio apresenta 1 próton, logo, o átomo de oxigênio repele com mais força que os núcleos dos hidrogênios. Consequentemente, os átomos de hidrogênio ficam mais próximos. A diferença entre os ângulos é bem pequena, mas existe. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 9 107 Mais exemplos da alteração dos ângulos pela substituição de um átomo de hidrogênio por outros grupos no formaldeído: Geometria angular O ângulo da geometria angular depende do tamanho do átomo central, do tamanho dos ligantes e da quantidade de pares eletrônicos não compartilhados no átomo central. Para os vestibulares, o ângulo mais exigido em provas é o ângulo da molécula de água que é, aproximadamente, 105°. Moléculas que apresentam um único par de elétrons não compartilhado possuem ângulos maiores, por exemplo, os ângulos do ozônio e do dióxido de enxofre são iguais a 117° e 119°, respectivamente. Quanto maior o número de pares eletrônico não ligantes, maior a força de repulsão deles e maior a aproximação dos átomos ligantes, logo, menor o ângulo. A combinação de um átomo de nitrogênio com dois átomos de oxigênio forma duas estruturas possíveis: NO2 e NO3-. O NO2 é uma molécula com número ímpar de elétrons de valência, logo, o ângulo entre os átomos de oxigênio é maior devido à menor repulsão provocada por um Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 10 107 único elétron não ligante. Enquanto no íon NO3-, o ângulo entre os átomos de oxigênio é maior devido à maior repulsão provocada por dois elétrons não ligantes. Geometria piramidal Assim como na geometria angular, os ângulos dessa geometria mudam de acordo com alguns critérios: tamanho do átomo central e tamanho dos ligantes. Nos principais vestibulares do país, é exigido somente o ângulo da amônia (NH3), que é igual a 107°. Ao comparar os ângulos das moléculas de H2O (105°) e NH3 (107°), percebemos valores distintos. A substituição de um átomo de hidrogênio da amônia por um par de elétrons na amônia, contribui para o aumento da força de repulsão sobre os átomos ligantes e, assim, diminui o ângulo. Quanto maior o número de elétrons não ligantes, menor o ângulo entre os átomos ligantes. Geometria tetraédrica As geometrias tetraédricas apresentam ângulos próximos de 109°. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 11 107 Cuidado para não confundir a notação planar da geometria tetraédrica e concluir que o ângulo é de 90°. O átomo ligante central altera o ângulo da molécula. Analise os dados dos ângulos de diferentes elementos químicos para diferentes grupos e reflita sobre a influência do átomo central e da quantidade de par de elétrons não ligantes. Família do carbono Família do nitrogênio Calcogênios C H H H H 109° 28’ N H H H 107° O H H 104° 28’ Si H H H H 109° 28’ P H H H 93° 20’ S H H 92° 10’ Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 12 107 Ge H H H H 109° 28’ As H H H 91° 50’ Se H H 91° Sb H H H 91° 20’ Te H H 90° A partir dos valores da tabela, podemos obter as seguintes informações: O raio atômico interfere na distribuição do par eletrônico não ligante. Quanto maior o raio atômico do átomo central, menor a sua eletronegatividade e, portanto, mais distribuídos estarão os elétrons não ligantes. Essa distribuição mais ampla em volta do átomo central contribui para uma maior repulsão dos átomos ligantes, aproximando-os (vide imagem: tabela em lilás). As moléculas tetraédricas não apresentam par eletrônico não ligante, por isso os ângulos entre os ligantes não sofreram alteração (vide imagem: tabela em verde). Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 13 107 Os inúmeros ângulos listados acima são informações que te ajudam a refletir sobre os fatores que alteram os ângulos das geometrias. Porém, os principais vestibulares exigem os ângulos, aproximados, das principais geometrias listadas abaixo: MOLÉCULA GEOMETRIA ÂNGULO C OO Linear 180° O HH Angular 105° B H H H Trigonal plana 120° N H HH Piramidal 107° C HH H H Tetraédrica 109° Arranjo eletrônico. Não confunda arranjo eletrônico com geometria molecular. Geometria molecular é a orientação dos átomos no espaço, enquanto arranjo eletrônico é a orientação das nuvens eletrônicas (compartilhadas e não compartilhadas) ligadas ao átomo central. É possível que uma molécula apresente orientações iguais entre arranjo eletrônico e geometria molecular. Seguem os exemplos abaixo: MOLÉCULA GEOMETRIA ARRANJO ELETRÔNICO H2 Linear H H Linear H H CO2 Linear C OO Linear C OO SO2 Angular S OO Trigonal plana S OO Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 14 107 H2O Angular O HH Tetraédrica O HH NH3 Piramidal N H H H Tetraédrica N H H H CH4 Tetraédrica C H H H H Tetraédrica C H H H H Quadro resumo. As estruturas químicas podem ser classificadas nos paramentos A.X.E.. Em que A é o átomo central, X são os átomos ligantes e E é a quantidade de pares eletrônicos não ligantes no átomo central. AXE Geometria Geometria Ângulo Exemplos AX1En Linear X Y - H2, HF, CO AX2E0 Linear X YY 180° CO2, HCN, N2O AX2E1 Angular X YY ≈120° O3, SO2, NO2- AX2E2 Angular X YY ≈105° H2O, H2S, OF2 AX3E0 Trigonal plana X Y YY 120° BF3, CO32-, SO3 AX3E1 Piramidal X Y Y Y ≈107° NH3, PH3, H3O+ AX4E0 Tetraédrica X Y Y Y Y ≈109° CH4, SO42-, PO43- Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 15 107 Existem outras geometrias para moléculas que não seguem a regra do octeto. Aplicando a teoria VSPER para as moléculas, encontra-se as seguintes geometrias: AXE Geometria Exemplo AX3E2 Forma T XY Y Y CF3 AX4E1 Gangorra X Y Y Y Y SF4 AX4E2 Quadrada planar X Y Y Y Y XeF4 AX5E0 Bipirâmide trigonal X Y YY Y Y PC5 AX5E1 Pirâmide quadrada X Y Y Y Y Y XeF6 Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 16 107 AX6E0 Octaédrica X Y Y Y Y Y Y SF6 (UFRGS RS/2018) Considerando a geometria molecular de algumas moléculas e íons, assinale a alternativa que lista apenas as espécies com geometria trigonal plana. a) CO2, SO2, SO3 b) O3, NH3, NO3- c) NO3-, O3, CO2 d) NH3, BF3, SO3 e) SO3, NO3-, BF3 Comentários: As geometrias das moléculas são: Gabarito: E (Faculdade Santo Agostinho BA/2018 - adaptado) A estrutura da substância amônia é dada abaixo: Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 17 107 Sobre a molécula de amônia, pode-se afirmar: a) Todos os átomos estão em um mesmo plano. b) A geometria da molécula é piramidal. c) O ângulo entre as ligações N-H é de 120°. Comentários: Julgando os itens, tem-se: a) Errado. A geometria da molécula NH3 é piramidal e os átomos estão em uma configuração tridimensional. A linha tracejada indica um hidrogênio posicionado atrás do plano da tela, enquanto a linha preenchida indica um hidrogênio para fora da tela. O terceiro hidrogênio apresenta uma linha e está posicionado no plano da tela, portanto, essa molécula não é planar. b) Certo. Um átomo central, três átomos ligantes e um par de elétron não ligante formam uma molécula com geometria piramidal ou pirâmide de base triangular. c) Errado. O ângulo de 120° é encontrado nas moléculas com geometria trigonal plana. A geometria piramidal encontrada na amônia (NH3) apresenta ângulos de 107° entre os átomos de hidrogênio. Gabarito: B (Mackenzie SP/2017) Assinale a alternativa que apresenta compostos químicos que possuam geometria molecular, respectivamente, linear, trigonal plana e piramidal. Dados: número atômico (Z) H = 1, C = 6, N = 7, O = 8, F = 9 e S = 16. a) H2O, SO3 e CH4. b) CO2, SO3 e NH3. c) CH4, SO2 e HF. d) CO2, SO2 e NH3. e) H2O, SO2 e HF. Comentários: As geometrias das moléculas são dadas por: Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 18 107 Gabarito: B 2. Polaridade. Os elétrons encontrados nas ligações covalentes encontram-se atraídos por dois núcleos atômicos. Nem sempre essas forças de atração dos núcleos sobre os elétrons compartilhados são iguais e, assim, criam-se regiões de densidades eletrônicas diferentes. Essas densidades eletrônicas encontradas nas moléculas são denominadas polaridades. A polaridade é classificada em dois aspectos: polaridade das ligações e polaridade das moléculas. Polaridade das ligações. O compartilhamento de elétrons de uma ligação covalente é realizado entre átomos de elementos químicos iguais ou diferentes. Quando uma ligação covalente ocorre entre elementos iguais, os elétrons compartilhados são atraídos, igualmente, por forças em sentidos opostos e, portanto, a distribuição dos elétrons nessa ligação é homogênea. A nuvem eletrônica igualmente distribuída entre dois átomos é chamada de ligação covalente apolar. A ligação covalente realizada entre elementos químicos distintos distribui os elétrons compartilhados heterogeneamente. O elemento mais eletronegativo atrai fortemente os elétrons e, assim, a nuvem eletrônica, próxima a ele, apresenta densidade eletrônica mais negativa. Contudo, o elemento menos eletronegativo da ligação covalente apresenta uma densidade eletrônica mais positiva devido ao afastamento dos elétrons para o elemento mais eletronegativo. A nuvem eletrônica desigualmente distribuída entre dois átomos de uma ligação covalente é chamada ligação covalente polar. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 19 107 Os elétrons compartilhados em uma ligação covalente polar posicionam-se mais próximos aos elementos mais eletronegativos. O símbolo utilizado para indicar polaridade é a letra grega delta minúsculo: δ. Portanto, a molécula HF apresenta: δ+ próximo ao hidrogênio e δ- próximo ao flúor. Não confunda polarização da ligação covalente com formação de íons. A polarização de uma ligação covalente não indica transferência de elétrons entre os átomos, mas o compartilhamento desigual dos elétrons. Essa polarização também é chamada de dipolo elétrico ou momento dipolar (μ). A força resultante das atrações dos átomos sobre as ligações covalentes é representada por uma seta cortada próxima à extremidade: A ordem de eletronegatividade dos elementos é necessária para determinar a polaridade da ligação covalente, portanto, memorize a ordem abaixo: Quanto maior a diferença de eletronegatividade, maior a polaridade da ligação. Polaridade das moléculas. As moléculas são classificadas de acordo com o momento dipolar resultante em: polar ou apolar. As moléculas apolares apresentam momento dipolar igual a zero, enquanto as moléculas polares apresentam momento dipolar diferente de zero. Determina-se a polaridade de uma molécula por: Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 20 107 A partir da análise desses dois critérios: geometria molecular e diferença de eletronegatividade, determina-se o momento dipolar resultante (μr). Para cada ligação covalente, as diferenças de eletronegatividade foram indicadas por setas, partindo do menos eletronegativo e apontando para o mais eletronegativo. A partir das combinações dos momentos dipolares de cada ligação, infere-se o vetor do momento dipolar resultante da molécula. Esse vetor resultante pode ser igual a zero (molécula apolar) ou diferente de zero (molécula polar).Molécula linear As moléculas lineares apresentam a possibilidade de serem polares ou apolares. Se os átomos ligantes ao átomo central forem iguais entre si, a molécula será apolar; porém, se os átomos ligantes são diferentes entre si, a molécula será polar. Cada elemento químico atrai os elétrons com uma força específica, essa força é indicada pelas setas abaixo. Para uma molécula apolar, é necessário que os vetores de momento dipolar se anulem, enquanto, em uma molécula polar, existe um vetor resultante diferente de zero. Moléculas apolares Moléculas polares Molécula angular Todas as moléculas com geometria angular são polares, independentemente se os átomos ligantes ao átomo central são iguais ou diferentes. Isso ocorre devido à orientação dos momentos dipolares, que não estão dispostos em sentidos opostos. Moléculas polares 1º passo: represente a geometria da molécula. 2º passo: determine o momento dipolar de cada ligação covalente. 3º passo: determine o momento dipolar resultante da molécula. μr = 0 (molécula apolar) μr ≠ 0 (molécula polar) Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 21 107 Molécula trigonal plana Assim como a molécula de geometria linear, a molécula trigonal plana apresenta a possibilidade de ser polar ou apolar. Se os átomos ligantes ao átomo central forem iguais entre si, a molécula é apolar; porém, se os átomos ligantes forem diferentes entre si, a molécula será polar. Moléculas apolares Moléculas polares Molécula piramidal Todas as moléculas com geometria piramidal são polares. Moléculas polares Molécula tetraédrica Assim como as geometrias linear e trigonal plana, as moléculas tetraédricas podem ser polares ou apolares, dependendo, somente, dos tipos de átomos ligantes. Moléculas apolares Moléculas polares Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 22 107 Como determinar a polaridade das moléculas de maneira mais rápida? (Centro Universitário de Franca SP/2016) Uma etapa importante na produção industrial de ácido sulfúrico é a obtenção do trióxido de enxofre a partir da seguinte reação: 2 SO2 (g) + O2 (g) ⇌ 2 SO3 (g) ∆H<0 Para aumentar o rendimento da produção de ácido sulfúrico, a formação do gás trióxido de enxofre é uma etapa crítica, sendo importante favorecer o deslocamento do equilíbrio no sentido da formação desse gás. Considere que esse sistema sofre, separadamente, as seguintes ações: 1: aumento da pressão Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 23 107 2: adição de um catalisador 3: aumento da concentração de oxigênio 4: aumento da temperatura De acordo com a sequência apresentada na equação química, as polaridades das moléculas dos gases, são, respectivamente, a) polar, polar e apolar. b) polar, apolar e polar. c) polar, apolar e apolar. d) apolar, apolar e polar. e) apolar, apolar e apolar. Comentário: Determina-se as geometrias das moléculas: S O O → geometria angular → toda molécula angular é polar. O O → uma ligação covalente formada por elementos iguais → molécula apolar. S O O O → geometria trigonal plana com elementos periféricos iguais → molécula apolar. Gabarito: C (UEM PR/2017) Assinale o que for correto. 01. O diclorometano (CH2C2) é um composto tetraédrico e apolar. 02. O dissulfeto de carbono (CS2) é um composto angular e solúvel em água. 04. O tetraclorometano (CC4) é um composto apolar, portanto se dissolve em hexano. 08. O dióxido de carbono (CO2) é um composto linear e apolar. 16. O triflureto de boro (BF3) é um composto piramidal e polar. Comentário: Julgando-se os itens, tem-se: Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 24 107 01. errado. O diclorometano (CH2C2) é um composto tetraédrico e polar. Uma molécula tetraédrica é apolar quando os ligantes periféricos são iguais entre si. Existe duas formas de apresentar a geometria do diclorometano: C ClCl H H ou C Cl H Cl H 02. errado. O dissulfeto de carbono (CS2) é um composto linear, que apresenta ligantes periféricos iguais e, consequentemente, é apolar. Os compostos apolares são insolúveis em água. C SS 04. certo. O tetraclorometano (CC4) e o hexano são apolares. Os compostos apolares são imiscíveis entre si. O tetraclorometano é apolar porque apresenta geometria tetraédrica com ligantes periféricos iguais entre si. O hexano é um hidrocarboneto e sabe-se, que todos os hidrocarbonetos são apolares. 08. certo. O dióxido de carbono (CO2) é um composto linear e apolar. O dióxido de carbono apresenta dois átomos ligantes periférico e não apresenta par de elétrons não ligantes no átomo central, portanto, a sua geometria é linear. Como os ligantes periféricos são idênticos entre si, a molécula de CO2 é apolar. 16. errado. O triflureto de boro (BF3) não apresenta par de elétrons não ligante no átomo central, portanto a sua geometria é trigonal plana. B F FF Gabarito: 12 (UFRR/2016) O momento de dipolo elétrico (μ) é uma propriedade relacionada à distribuição de cargas elétricas nas moléculas, o qual pode ser representado por: μ = Q x d, sendo Q a carga, em Coulomb, e d a distância entre as cargas, em Å (10–8 cm). Quando o valor do momento de dipolo elétrico for igual a zero (μ = 0), a molécula é considerada apolar e, quando diferente de zero (μ ≠ 0), é polar. Assinale a alternativa que apresenta apenas moléculas com momento de dipolo elétrico diferente de zero (μ ≠ 0). a) CH4; H2O; NH3; HC b) H2O; CO2; CH3C; CO c) NH3; CO2; CO; HC d) H2O; HC; CH3C; HF e) CH4; HC; NH3; HF Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 25 107 Comentário: As moléculas que apresentam o dipolo elétrico diferente de zero são as moléculas polares. Determinando a polaridade de cada molécula: Moléculas com μ = 0: C H H H H C OO Molécula com μ ≠ 0: O HH N H H H H Cl C Cl H H H C O H F Gabarito: D 3. Interações Intermoleculares. Para uma mesma porção em volume, por que o álcool etílico evapora mais rapidamente que a água? A evaporação é a passagem lenta do estado líquido para o estado gasoso, essa passagem é caracterizada pelo rompimento das interações das moléculas no estado líquido e obtenção de elevada energia cinética no estado gasoso. O álcool evapora mais facilmente porque suas moléculas interagem mais fracamente entre elas do que as moléculas de água com elas mesmas e, por isso, evapora mais rápido. As interações intermoleculares são identificadas em três tipos: dipolo induzido-dipolo induzido, dipolo-dipolo e ligação de hidrogênio. Dipolo Induzido-Dipolo Induzido A interação do tipo dipolo induzido - dipolo induzido também é chamada de dipolo momentâneo-dipolo momentâneo, dipolo instantâneo-dipolo instantâneo ou forças de London. Em 1930, Fritz London elaborou um modelo para explicar as interações dos gases nobres e das moléculas apolares. Em uma molécula, os elétrons compartilhados não se encontram parados, portanto, a movimentação esporádica desses elétrons forma dipolos (dois polos). Uma molécula que apresenta dipolo momentâneo induz a polarização de outra molécula vizinha e, assim, cria-se uma pequena força de interação entre moléculas apolares. A fim de entender o processo de formação das forças de London, observe a formação das interações entre moléculas apolares iguais. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 26 107 As interações dipolo induzido –dipolo induzido acontecem em todas as substâncias, porém nos compostos apolares são as únicas. Os compostos polares apresentam outros tipos de interações intermoleculares mais fortes que as forças de London. A interação intermolecular predominante entre substâncias apolares é do tipo forças de London ou dipolo induzido-dipolo induzido. Dipolo-Dipolo. As moléculas polares apresentam dipolos determinados por causa de sua polaridade, portanto, os efeitos do dipolo induzido são menores. Nessas moléculas, ocorre o alinhamento dos dipolos que apresentam intensidade mais forte do que as forças de London. A interação dipolo- dipolo também é chamada de dipolo permanente – dipolo permanente. Ligação de hidrogênio. As substâncias muito polares apresentam a interação intermolecular de mesma natureza eletrostática que a interação dipolo-dipolo, porém as ligações de hidrogênio são as mais intensas. Essa intensidade ocorre devido à presença de elementos com grandes diferenças de eletronegatividade na molécula. A ligação de hidrogênio é formada entre moléculas, iguais ou diferentes, nas quais em uma delas o átomo de hidrogênio esteja ligado diretamente ao flúor, ao oxigênio ou ao nitrogênio e que a outra molécula contenha átomos de flúor, de oxigênio ou de nitrogênio. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 27 107 Por que os insetos podem andar sobre a água? Alguns insetos conseguem andar sobre a água, um dos exemplos é a família de insetos Gerridae. O inseto-jesus (ou aranha d’água) recebeu seu nome pela capacidade de andar sobre a água. O ciclo de vida desse inseto é semiaquático e permite: adaptar-se à deficiência de oxigênio dissolvido em meio aquático, respirando fora da água; permanecerem parados em um ponto fixo, já que o movimento dentro da água é constante; e movimentar-se mais rapidamente pela superfície da água. As fortes interações das moléculas de água permitem que objetos, mais densos a ela, possam não afundar. Esse fenômeno é identificado por tensão superficial da água. Um clipe de alumínio apresenta densidade igual a 2,7 g/mL, enquanto a água apresenta densidade 1,0 g/mL. A tensão superficial da água é que permite um clipe ser colocado, delicadamente, sobre as moléculas superficiais. A camada superficial comporta-se como uma membrana elástica devido às forças de coesão entre as moléculas de água. As moléculas mais externas são atraídas pelas laterais e pelo interior do líquido contribuindo para a coesão das moléculas de água. A capacidade de coesão entre essas moléculas também justifica o formato esférico de uma gota de água. Figura 1 - Inseto-jesus na superfície da água [fonte: Unsplash]. Figura 2 - clipe de alumínio sobre a superfície da água [fonte: Wikimedia]. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 28 107 Outras Interações Entre Partículas. Até esse momento foram apresentadas as interações entre as moléculas, porém, como sabemos, a matéria não é formada somente por moléculas. A caracterização da composição de uma substância pode ser: atômica, molecular ou iônica. As partículas que formam a unidade de repetição que caracteriza uma substância pode ser chamada de constituinte. As forças de coesão desses constituintes são classificadas de acordo com o esquema abaixo. Interação íon-dipolo Constituinte atômico gases nobres forças de London metais ligação metálica molecular moléculas apolares forças de London moléculas polares dipolo-dipolo ligação de hidrogênio iônico cátions e ânions ligação iônica Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 29 107 Ao dissolver cloreto de sódio em água, ocorre a interação dos cátions e ânions com as moléculas de água, essa força é classificada como interação íon-dipolo. Os polos negativos das moléculas de água cercam os cátions, enquanto os polos positivos das moléculas de água cercam os ânions. A interação íon-dipolo apresenta intensidade comparativa à ligação de hidrogênio, ou seja, são forças entre constituintes de elevada intensidade. Interação dipolo induzido-dipolo A interação dipolo induzido – dipolo refere-se à interação entre uma molécula polar com uma molécula apolar. Como a molécula apolar não apresenta polos definidos, a força entre essas moléculas é de baixa intensidade. Um exemplo desse processo é o sistema heterogêneo formado por água e óleo. A separação das fases ocorre por causa da fraca interação água e óleo, ou seja, dipolo-dipolo induzido. Portanto, as moléculas de água interagem entre elas por ligação de hidrogênio, enquanto as moléculas de óleo interagem entre si por dipolo induzido-dipolo induzido. Interação íon-íon A interação íon-íon apresenta elevada intensidade devido à ligação iônica. Por causa da elevada intensidade de atração entre as partículas iônicas, os compostos iônicos apresentam-se sólidos a temperatura ambiente e possuem elevada temperatura de fusão e ebulição. Comparação quantitativa entre as interações entre as partículas Comparando as interações dentro e entre os constituintes, tem-se os valores de energia abaixo. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 30 107 As ligações iônica, covalente e metálica são as mais fortes e determinam a natureza do constituinte. Essas ligações originam a fórmula de suas substâncias. As interações entre as moléculas ou íons e moléculas são classificadas em fortes, moderadas e fracas. Os valores das energias variam para cada tipo de interação, porque dependem do tamanho e do formato das partículas. Por isso os valores de interação intermolecular são bastante diferentes. Por exemplo, um pedaço de asfalto apresenta elevada temperatura de ebulição apesar das interações entre suas moléculas serem, majoritariamente, forças de London. Esse alto valor de interação intermolecular é explicado pelo tamanho de suas moléculas que apresentam cerca de 20 átomos de carbono e 42 átomos de hidrogênio. Os critérios que caracterizam as interações intermoleculares serão estudados ainda nesta aula. Em 1873, o físico holandês Johannes Diderik van der Waals (1837-1923) publicou seus estudos sobre as forças de interação em líquidos e em gases. A fim de homenageá-lo, algumas forças intermoleculares foram denominadas de forças de Van der Waals. Essas forças são: dipolo-dipolo e as dispersões de London, ou seja, as ligações de hidrogênio não são forças de Van der Waals. Porém, ao realizar um estudo bibliográfico, reparamos uma confusão nas bibliografias. Existem autores que interações entre partículas muito forte ligação iônica. 400 - 4000 kJ/mol ligação covalente. 150 - 1100 kJ/mol ligação metálica. 75 - 1000 kJ/mol forte íon-dipolo. 40 - 600 kJ/mol ligação de hidrogênio. 10 -40 kJ/mol moderado dipolo-dipolo. 5 -25 kJ/mol fraca dipolo induzido- dipolo induzido. 0,05 - 40 kJ/mol dipolo-dipolo induzido. 0,05 - 2 kJ/mol Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 31 107 consideram a força de Van der Waals como qualquer interação intermolecular, enquanto alguns autores consideram essa força apenas como dispersões de London. Como resolver? Ao levantar as questões dos vestibulares, atente-se ao fato de que a maioria dos vestibulares atribui o termo força de Van der Waals ao mesmo que dispersões de London. Minha sugestão é considerar como dispersão de London, caso exista outra possibilidade para a questão, cabe reinterpretar para força intermolecular. Infelizmente, não posso te ajudar mais que isso. It isn’t my fault! Na maioria dos vestibulares: força de Van der Waals = dispersões de London (dipolo induzido-dipoloinduzido) Como as árvores grandes levam água das raízes para suas folhas? A sequoia é uma árvore que atinge mais de 100 metros de altura (um prédio de 20 andares). Elas existem desde o período jurássico e são encontradas no continente americano. Você lembra daquela cena do filme Planeta dos Macacos, em que vários macacos se movimentam por árvores imensas? Aquela árvore que o macaco César observa a cidade de longe (ops! Spoiler!)? Pois é, aquela árvore é uma sequoia. Aquela cena é construída na floresta de Muir Woods localizada ao sudoeste da Califórnia. As árvores apresentam dois movimentos responsáveis por captar a água do solo para as folhas: sucção e adesão. Tudo começa com a transpiração vegetal. Ao perder água pelos estômatos – espécie de poros na superfície das folhas, o vapor eliminado estabelece um ambiente de menor pressão. Ao ocorrer alteração de pressão em um sistema de partículas líquidas ou gasosas, as partículas que estavam em um ambiente de maior pressão movimentam-se para o ambiente de menor pressão. Devido à saída do vapor de água dos estômatos, a água presente no caule move-se para as folhas. Quando sugamos a água por um canudo, ocorre o mesmo procedimento: retiramos uma porção de ar e a água ocupa a região de menor pressão. Porém, como a água já se encontrava no caule da árvore, antes de ser sugada pela folha? Figura 3 - Sequoias do Parque Nacional da Sequoia do sul de Sierra Nevada na Califórnia. [fonte: Unsplash]. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 32 107 No caule das árvores estão presentes os xilemas – tubos de pequena espessura – responsáveis principais pela ‘subida’ das moléculas de água e os nutrientes dissolvidos. Esse fenômeno ocorre pelo fato de as moléculas de água interagirem atrativamente com as paredes do tubo de baixa espessura chamado também de capilar. O mesmo fenômeno é observado em um tubo de vidro ou em um pano de algodão. A água em um tubo de vidro fino forma uma curva chamada de menisco côncavo. Figura 5 - formação do menisco côncavo em um tubo de vidro fino [wikipedia]. Por que as moléculas de água parecem subir pelas paredes do vidro? A água apresenta elevada polaridade, enquanto o vidro, que possui ligação entre átomos de silício e oxigênio produz uma polaridade de intensidade mediana. A partir da interação da água e o vidro, as moléculas de água da extremidade orientam a sua polaridade e a polaridade das moléculas de água vizinhas. Consequentemente, ocorre a inclinação na extremidade do tubo. Quando o tubo é muito fino – capilar – a água sobe pelo tubo. As interações atrativas água-vidro são chamadas de força de adesão, enquanto as interações água-água recebem o nome de forças de coesão. Figura 4 - imagem do xilema de um caule [fonte: wikipedia/fir0002flagstaffotos]. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 33 107 Ao substituir a água por mercúrio, que é apolar, observa-se um menisco convexo. O mercúrio não é formado por estruturas polares, por isso, apresenta baixa adesão com o vidro. Figura 6 - menisco convexo do mercúrio [fonte: Shutterstock]. No caso das plantas, o xilema é formado, principalmente, por celulose. As interações entre a celulose e as moléculas de água são do tipo ligação de hidrogênio e são mais intensas do que as encontradas entre a água e o vidro. Consequentemente, a subida da água até as folhas ocorre mais facilmente. Lembrando que, além da água, os sais minerais dissolvidos, tais como nitrato, sulfato e fosfato, são captados pelas folhas. Temperaturas de Fusão e Ebulição. Na aula de ligações químicas, vimos que os materiais iônicos e metálicos, em geral, apresentam elevadas temperaturas de fusão e ebulição. Em compostos moleculares podem ser altos ou baixos. Existem três critérios que determinam a intensidade das temperaturas de fusão ebulição: tipo de força intermolecular, massa molecular e, para compostos orgânicos, o formato da molécula. Este último critério estudaremos nas aulas sobre propriedades físicas dos compostos orgânicos. As temperaturas de fusão e ebulição caracterizam a mudança de estado de uma estrutura mais organizada de forças mais intensas para um estado físicos de menor intensidade de interação entre as partículas. Isso ocorre tanto na passagem do sólido para o líquido, quanto na passagem do líquido para o gasoso. Geralmente, o material que apresentam maior temperatura de fusão também apresenta maior temperatura de ebulição, a fim de tornar a leitura mais ágil, muitas vezes destacaremos uma dessas temperaturas. Influência da interação intermolecular nas temperaturas de fusão e ebulição. Comparando moléculas com massas moleculares próximas, temos a seguinte ordem crescente das intensidades das interações intermoleculares: Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 34 107 Valores de temperatura de ebulição à 1 atm: Dipolo induzido – dipolo induzido Dipolo – dipolo Ligação de hidrogênio CH4 (16 g/mol) -161 °C CH3F (34 g/mol) -78 °C H2O (18 g/mol) 100 °C F2 (38 g/mol) -188 °C H2S (34 g/mol) -60 °C CH3OH (32 g/mol) 65 °C C2 (71 g/mol) -34 °C SO2 (64 g/mol) -10 °C HNO3 (63 g/mol) 83 °C A partir dos valores fornecidos percebe-se que quanto mais forte a interação intermolecular, maior a temperatura de ebulição. Influência da massa molecular nas temperaturas de fusão e ebulição. A partir do princípio da inércia, quanto maior o corpo, maior a inércia dele. Logo, para moléculas do mesmo tipo de interação intermolecular, quanto maior a massa molecular, maior é a temperatura de ebulição. Gases nobres Dipolo induzido – dipolo induzido Dipolo – dipolo Ligação de hidrogênio He (4 g/mol) -269 °C C2 (71 g/mol) -34 °C HC (36,5 g/mol) -85 °C CH3OH (32 g/mol) 100 °C Ne (20 g/mol) -246 °C Br2 (160 g/mol) 59 °C HBr (81 g/mol) -67 °C CH3CH2OH (46 g/mol) 65 °C Ar (40 g/mol) -186 °C I2 (254 g/mol) 184°C HI (128 g/mol) -35 °C CH3CH2CH2OH (60 g/mol) 83 °C Um gráfico muito comum de aparecer nas provas de vestibulares é um gráfico que relaciona os elementos dos períodos e as temperaturas de ebulição dos compostos formados. Observe os valores do gráfico abaixo e identifique as relações de forças intermoleculares e massa moleculares para as substâncias. Dipolo induzido - dipolo induzido Dipolo-Dipolo Ligação de Hidrogênio Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 35 107 Se agruparmos as substâncias em tipos de interações intermoleculares e massa moleculares, percebemos: Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 36 107 Solubilidade. A solubilidade é uma propriedade que depende, exclusivamente, da interação entre os constituintes. Portanto, conclui-se: Geralmente, semelhante dissolve semelhante. Os materiais polares são solúveis entre si, quanto materiais apolares são solúveis entre si. A mistura formada por um material polar e outra apolar produz sistemas imiscíveis. Os gases, devido à sua elevada agitação das partículas, apresentam baixa solubilidade em líquidos. (Faculdade Santo Agostinho BA/2018) Considerando as fórmulas das substâncias I - BaCl2, II - H2, III - CO, IV - HF e as interações intermoleculares, apresenta maior ponto de ebulição a substância a) II. b) IV. c) III. d) I. Comentário: A ordem crescente da intensidade das interações intermoleculares é: Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 37 107 Forças de London< Dipolo-dipolo < Ligação de hidrogênio O BaCl2 é um composto iônico, portanto apresenta elevadas temperaturas de ebulição e de fusão. Portanto, apresenta o maior valor de temperatura de ebulição. Determinando a interação intermolecular das outras substâncias: Gabarito: D (ACAFE SC/2017) Assinale a alternativa que contém a ordem decrescente da temperatura de ebulição das seguintes espécies químicas: H2; Ne; CO e NH3. Dados: H: 1 g/mol; Ne: 20 g/mol; C: 12 g/mol; N: 14 g/mol; O: 16 g/mol. a) NH3 < CO < Ne < H2 b) NH3 > CO > Ne > H2 c) NH3 > CO > H2 > Ne d) H2 > Ne > CO > NH3 Comentário: A ordem crescente da intensidade das interações entre partículas é: Forças de London < Dipolo-dipolo < Ligação de hidrogênio Identificando o tipo de interação das substâncias listadas, temos: Dipolo induzido-dipolo induzido ou forças de London: H2 e Ne. Dipolo-dipolo: CO Ligação de hidrogênio: NH3 O critério de desempate entre compostos de mesma interação intermolecular é a massa da fórmula. A massa molecular do H2 é igual a 2u, enquanto a massa do Ne é igual a 20u. Portanto, quanto maior a massa da fórmula, maior o valor da temperatura de ebulição. Assim, a ordem decrescente de temperatura de ebulição é: NH3 > CO > Ne > H2 Gabarito: B (FGV SP/2017) H H C O H F linear linear linear apolar polar polar Forças de London Dipolo-dipolo Dipolo-dipolo Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 38 107 Um refrigerante, de baixa caloria, fabricado no Brasil, tem em sua composição os adoçantes sacarina sódica (I) e ciclamato de sódio (II) e o conservante benzoato de sódio (III). A imagem do rótulo desse refrigerante é apresentada a seguir: As duas principais interações entre cada uma das substâncias I, II e III e as moléculas do solvente da solução que compõe o refrigerante são: a) íon – íon; íon – dipolo. b) íon – íon; dipolo – dipolo. c) íon – dipolo; ligação de hidrogênio. d) íon – dipolo; dipolo induzido – dipolo induzido. e) dipolo induzido – dipolo induzido; ligação de hidrogênio. Comentário: Os compostos iônicos quando se dissolvem em água formam o par interação íon-dipolo. As moléculas de água interagem entre si pelas ligações de hidrogênio. Todas essas interações correspondem ao alinhamento dos polos positivos e negativos entre as partículas. Gabarito: C Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 39 107 4. Retículos Cristalinos Um material sólido apresenta estrutura organizada ou desorganizada de suas partículas. Estruturas organizadas são chamadas de sólidos cristalinos e os desorganizados de sólidos amorfos. Os constituintes de uma estrutura cristalina podem ser: átomos, íons ou moléculas. A maior parte dos sólidos amorfos são misturas, nas quais as moléculas não se encaixam simetricamente. Outros exemplos correspondem a moléculas muito volumosas que não conseguem alinhar-se entre si. O vidro e a borracha são exemplos de sólidos amorfos. Devido à divergência entre os espaçamentos das partículas em um sólido amorfo, o seu aquecimento torna-o mais macio. A intensidade das forças intermoleculares altera-se em cada parte do material, portanto, ocorre o rompimento desigual das interações intermoleculares. Em um sólido cristalino isso não ocorre, ele apresenta temperatura de fusão definida. Retículo cristalino metálico. O reticulo cristalino metálico é formado pela ligação metálica, cujo elétrons encontram-se deslocalizados entre cátions. Esse movimento dos elétrons explica a capacidade desse material em ser maleável e em conduzir eletricidade. Geralmente, os metais apresentam elevadas temperaturas de fusão e ebulição. Exemplos: Au, Fe, aço, bronze, etc. Retículo cristalino iônico. O reticulo cristalino iônico é formado pela ligação iônica entre cátions e ânions. A atração eletrostática entre os íons explica o caráter duro e quebradiço desses compostos. Compostos iônicos conduzem corrente elétrica em estado líquido ou quando dissolvidos em água e apresentam elevadas temperaturas de fusão e ebulição. Exemplos: CaO, Na2CO3 e NH4CN. Por que um metal é maleável e material iônico é quebradiço? Material metálico Material iônico A mudança no posicionamento dos metais não causa repulsão entre as partículas. Portanto, a partir e uma força aplicada, os cátions podem mudar de lugar no retículo cristalino. A mudança no posicionamento dos íons causa repulsão entre eles. O caráter quebradiço dos compostos iônico é explicado por essa mudança de posição com repulsão eletrostática. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 40 107 Retículo cristalino molecular. Os retículos cristalinos moleculares são formados por moléculas polares ou apolares. Portanto, as interações entre as moléculas podem ser dispersões de London, dipolo-dipolo ou ligação de hidrogênio. Os retículos cristalinos moleculares não conduzem corrente elétrica, não são duros e quebradiços. O estado físico desses compostos depende da força de interação e da massa de suas moléculas. Exemplos: H2O, CO2, C2H6O, etc. Retículo cristalino covalente. Os sólidos cristalinos covalentes são formados por átomos ligados covalentemente, formando uma grande rede. A principal diferença entre os compostos covalentes dos compostos moleculares: nos compostos covalentes não são formadas moléculas. As ligações covalentes são mais fortes que as forças intermoleculares, portanto esses materiais são duros e apresentam elevadas temperaturas de fusão e ebulição. Exemplos: diamante (C), grafita (C), dióxido de silício (SiO2) e Carbeto de silício (SiC). Dois materiais covalentes recebem destaque: diamante e o grafite. Diamante Grafite Não conduzem corrente elétrica. Conduzem corrente elétrica. Figura 7 - shutterstock Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 41 107 Figura 8 - imagens [Fonte: unsplash]. Os sólidos apresentam diferentes tipos de empacotamentos de seus constituintes. A menor estrutura simétrica que caracteriza um sólido é denominada célula unitária. A união de várias células unitárias forma a rede cristalina. Auguste Bravais identificou 14 configurações básicas dessas estruturas sólidas sendo denominadas rede de Bravais. Geralmente, as células unitárias são Retículo Cristalino Metálico • composição: átomos metálicos. • Força entre os constituintes: ligação metálica. • Conduz corrente elétrica no estado sólido. • Maleáveis. • Geralmente, apresentam elevadas temperaturas de fusão e ebulição. Retículo Cristalino Iônico • composição: íons. • Força entre os constituintes: ligação iônica. • Conduz corrente elétrica fundido ou dissolvido em água. • Duros e quebradiços. • Elevadas temperaturas de fusão e ebulição. Retículo Cristalino Molecular • composição: moléculas. • Força entre os constituintes: forças intermoleculares. • Condução térmica e elétrica ruim. • são, relativamente, macios. • temperaturas de ebulição de baixo a moderado. Retículo Cristalino Covalente • composição: átomos ametálicos. • Força entre os constituintes: ligação covalente. • Apenas o grafite conduz corrente elétrica. • Duros. • Elevadas temperaturas de fusão e ebulição. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 42 107 paralelepípedos, mas com diferentes posicionamentos de cátions e ânions. Por exemplo, a estrutura cristalina iônica do cloreto de sódio apresenta a seguinte disposição no espaço chamada de cúbica de face centrada. Outras redes cristalinas sólidas possíveis são: Figura 9 - rede de Bravais [fonte: wikipedia]. 5. Questões Fundamentais I.Questão fundamental 01. Escreva as fórmulas estruturais com as devidas geometrias e os nomes das geometrias dos compostos a seguir. a) H2 b) H2O c) CO2 Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 43 107 d) NH3 e) PCl3 f) CH2O g) H3CCl h) BF3 i) SO2 j) HNO3 k) H2SO4 II. Questão fundamental 02. Determine a polaridade das seguintes moléculas. a) H2 b) H2O c) CO2 d) NH3 e) PCl3 f) CH2O g) H3CCl h) BF3 i) SO2 j) HNO3 k) H2SO4 III. Questão fundamental 03. Determine a interação intermolecular das seguintes moléculas. a) H2 b) H2O c) CO2 d) NH3 e) PCl3 f) CH2O g) H3CCl h) BF3 i) SO2 j) HNO3 k) H2SO4 6. Já Caiu na Fuvest 1. (FUVEST SP/2007) Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 44 107 A figura mostra modelos de algumas moléculas com ligações covalentes entre seus átomos. Analise a polaridade dessas moléculas, sabendo que tal propriedade depende da Diferença de eletronegatividade entre os átomos que estão diretamente ligados. (Nas moléculas apresentadas, átomos de elementos diferentes têm eletronegatividades diferentes.) Forma geométrica das moléculas. Observação: Eletronegatividade é a capacidade de um átomo para atrair os elétrons da ligação covalente. Dentre essas moléculas, pode-se afirmar que são polares apenas a) A e B b) A e C c) A, C e D d) B, C e D e) C e D 2. (FUVEST SP/2016) A estrutura do DNA é formada por duas cadeias contendo açúcares e fosfatos, as quais se ligam por meio das chamadas bases nitrogenadas, formando a dupla hélice. As bases timina, adenina, citosina e guanina, que formam o DNA, interagem por ligações de hidrogênio, duas a duas em uma ordem determinada. Assim, a timina, de uma das cadeias, interage com a adenina, presente na outra cadeia, e a citosina, de uma cadeia, interage com a guanina da outra cadeia. Considere as seguintes bases nitrogenadas: As interações por ligação de hidrogênio entre adenina e timina e entre guanina e citosina, que existem no DNA, estão representadas corretamente em: Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 45 107 3. (FUVEST SP/2011) A figura abaixo traz um modelo da estrutura microscópica de determinada substância no estado sólido, estendendo-se pelas três dimensões do espaço. Nesse modelo, cada esfera representa um átomo e cada bastão, uma ligação química entre dois átomos. A substância representada por esse modelo tridimensional pode ser a) sílica, (SiO2)n. b) diamante, C. c) cloreto de sódio, NaCl. d) zinco metálico, Zn. e) celulose, (C6H10O5)n. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 46 107 4. (FUVEST SP/2016) Existem vários modelos para explicar as diferentes propriedades das substâncias químicas, em termos de suas estruturas submicroscópicas. Considere os seguintes modelos: I. moléculas se movendo livremente; II. íons positivos imersos em um “mar” de elétrons deslocalizados; III. íons positivos e negativos formando uma grande rede cristalina tridimensional. Assinale a alternativa que apresenta substâncias que exemplificam, respectivamente, cada um desses modelos. 5. (FUVEST SP/2016) Para que um planeta abrigue vida nas formas que conhecemos, ele deve apresentar gravidade adequada, campo magnético e água no estado líquido. Além dos elementos químicos presentes na água, outros também são necessários. A detecção de certas substâncias em um planeta pode indicar a presença dos elementos químicos necessários à vida. Observações astronômicas de cinco planetas de fora do sistema solar indicaram, neles, a presença de diferentes substâncias, conforme o quadro a seguir: Considerando as substâncias detectadas nesses cinco planetas, aquele em que há quatro elementos químicos necessários para que possa se desenvolver vida semelhante à da Terra é a) I. b) II. c) III. d) IV. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 47 107 e) V. 7. Já Caiu Nos Principais Vestibulares Geometria molecular. 6. (ITA SP/2019 - adaptado) Considere as configurações eletrônicas do estado fundamental dos átomos X, Y e Z pertencentes ao segundo período da tabela periódica: X: ns2np3 Y: ns2np4 Z: ns2np5 Com base nas estruturas de Lewis, sejam feitas as seguintes afirmações sobre íons e moléculas formados por esses átomos: I. A ordem das energias de ligação das moléculas diatômicas homonucleares é X2 > Y2 > Z2. II. O cátion XY+ tem maior distância interatômica de equilíbrio do que o ânion XY–. III. As moléculas triatômicas YZ2 e Y3 têm geometria angular. Das afirmações acima, estão CORRETAS apenas a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) I e III. 7. (FCM PB/2016) O fogo-fátuo é uma chama azulada e pálida que pode ocorrer devido à combustão espontânea de gases resultantes da matéria orgânica. Ocorre em pântanos, em razão da combustão do metano (CH4) CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (g) ou em cemitérios, devido à combustão da fosfina (PH3): PH3 (g) + 2 O2 (g) → H3PO4 (s) Analisando a estrutura das moléculas presentes nas reações acima, é correto afirmar que: a) Na molécula de metano existem 4 orbitais moleculares do tipo sp-s. b) A molécula de fosfina é polar e apresenta geometria piramidal. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 48 107 c) A molécula de CO2 apresenta geometria linear com o carbono hibridizado em sp2. d) A molécula da H2O é angular com ângulos de ligação de 180º. e) Na molécula do H3PO4 existem 8 ligações covalentes simples. 8. (UEPG PR/2016) Os átomos dos elementos Na(Z=11), O(Z=8) e H(Z=1) combinam-se formando compostos. Sobre o assunto, assinale o que for correto. 01. Dois átomos de H podem ligar-se a um átomo de O, formando uma molécula com geometria linear. 02. A ligação química existente entre O e H, no composto NaOH, é uma ligação covalente. 04. Átomos de Na e H formam uma ligação covalente no composto NaH. 08. A ligação química existente entre Na e O no composto Na2O é do tipo iônica. 16. No composto NaOH, a força intermolecular é do tipo dipolo instantâneo-dipolo induzido ou dispersão de London. 9. (UFRR/2016) De acordo com a teoria da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR), em qual alternativa as moléculas apresentam a mesma geometria. a) BF3 e H2S b) PH3 e NH3 c) SF6 e PH3 d) H2S e PH3 e) NH3 e BF3 10. (FATEC SP/2016) “Houston, we have a problem”. Ao enviar essa mensagem, em 13 de abril de 1970, o comandante da missão espacial Apollo 13 sabia que sua vida e as dos seus dois companheiros estavam por um fio. Um dos tanques de oxigênio (O2) tinha acabado de explodir. Apesar do perigo iminente dos astronautas ficarem sem O2 para respirar, a principal preocupação da NASA era evitar que a atmosfera da espaçonave ficasse saturada do gás carbônico (CO2), exalado pela própria equipe. Isso causaria diminuição do pH do sangue da tripulação (acidemia sanguínea), já que o CO2 é um óxido ácido e, em água, ele forma ácido carbônico: CO2 (g) + H2O () → H2CO3 (aq). A acidemia sanguínea deve ser evitada a qualquer custo. Inicialmente, ela leva a pessoa a ficar desorientada e a desmaiar, podendo evoluir até o coma ou mesmo a morte. Normalmente, a presença de CO2 na atmosfera da nave não é problema, pois existem recipientes, adaptados à ventilação com hidróxido de lítio (LiOH), uma base capaz de absorver esse Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 49 107 gás. Nada quimicamente mais sensato: remover um óxido ácido lançando mão de uma base, através de uma reação de neutralização. <http://tinyurl.com/heb78gk> Acesso em 10.03.2016. Adaptado. O óxido que pode levar a acidemia sanguínea apresenta geometria molecular a) linear. b) angular. c) trigonal. d) piramidal. e) tetraédrica. 11. (IFSC/2016) Considere uma molécula formada por três átomos de dois tipos diferentes, ligados entre si por ligações covalentes, formando uma geometria angular. Com base nessas informações, assinale a alternativa CORRETA. a) A descrição apresentada acima corresponde a uma molécula de dióxido de carbono, em que o carbono e o oxigênio formam ligações covalentes duplas entre si. b) A descrição é compatível com uma molécula de água, que pode estabelecer ligações intermoleculares de hidrogênio, quando moléculas dessa substância se encontram no estado líquido. c) A geometria angular indicada acima é também chamada geometria trigonal planar. d) A molécula de amônia corresponde à descrição apresentada, pois átomos de nitrogênio e hidrogênio estão unidos por ligações covalentes que formam um ângulo entre si. e) O CFC, gás responsável pela destruição da camada de ozônio, apresenta dois átomos de carbono e um átomo de flúor em geometria angular, de acordo com a descrição dada. 12. (ESCS DF/2015) O termo globalização refere-se à intensificação da integração econômica, social, cultural e política entre países. Nas últimas décadas, a globalização tem sido impulsionada pelo barateamento dos meios de transporte e de comunicação. No entanto, a globalização pode causar efeitos adversos à sociedade, especialmente nos casos de aumento do risco de disseminação de algumas doenças relacionadas a agentes infecciosos, como os vírus. Atualmente, governos de diversos países e especialistas da comunidade científica mundial têm envidado esforços na tentativa de impedir que a epidemia do vírus ebola se propague por meio de passageiros infectados que viajam da África para outros países. O vírus ebola tem um genoma constituído por uma pequena cadeia de RNA, cuja degradação moderada forma unidades monoméricas denominadas nucleotídeos, conforme estrutura apresentada na figura a seguir. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 50 107 De acordo com a teoria da repulsão dos pares de elétrons de valência, a orientação dos átomos de oxigênio do grupo fosfato dos nucleotídeos do RNA, em torno do átomo de fósforo, ocorre de acordo com os vértices de a) uma pirâmide trigonal. b) um tetraedro. c) uma gangorra. d) um quadrado. 13. (Mackenzie SP/2015) São dadas as distribuições eletrônicas da camada de valência de alguns elementos químicos, representados pelas letras abaixo: De acordo com essas distribuições eletrônicas, são feitas as seguintes afirmações: I. O elemento A ao se ligar ao elemento C, forma um composto iônico. II. A substância química A2E possui geometria angular. III. Dos elementos acima representados, B é o que possui o maior raio atômico. IV. A substância química DE2 apresenta ligações covalentes apolares. V. O elemento F representa um metal do terceiro período do grupo 2. São corretas as afirmações. a) I, II e IV, apenas. b) II, III e V, apenas. c) I, IV e V, apenas. d) I, II e V, apenas. e) II, III e IV, apenas. 14. (Mackenzie SP/2015) Os gases do efeito estufa envolvem a Terra e fazem par te da atmosfera. Estes gases absorvem parte da radiação infravermelha refletida pela superfície terrestre, impedindo que a radiação escape para o espaço e aquecendo a superfície da Terra. Atualmente são seis os gases considerados como causadores do efeito estufa: dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 51 107 clorofluorcarbonetos (CFCs), hidrofluorcarbonetos (HFCs), e hexafluoreto de enxofre (SF6). Segundo o Painel Intergovernamental de mudanças do Clima, o CO2 é o principal “culpado” pelo aquecimento global, sendo o gás mais emitido (aproximadamente 77%) pelas atividades humanas. No Brasil, cerca de 75% das emissões de gases do efeito estufa são causadas pelo desmatamento, sendo o principal alvo a ser mitigado pelas políticas públicas. No mundo, as emissões de CO2 provenientes do desmatamento equivalem a 17% do total. O hexafluoreto de enxofre (SF6) é o gás com maior poder de aquecimento global, sendo 23.900 vezes mais ativo no efeito estufa do que o CO2. Em conjunto, os gases fluoretados são responsáveis por 1,1% das emissões totais de gases do efeito estufa. http://www.institutocarbonobrasil.org.br/mudancas_climaticas/gases_do_efeito_estufa A respeito dos gases citados no texto, de acordo com a teoria da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR), é correto afirmar que as moléculas Dados: números atômicos (Z): H = 1, C = 6, N = 7, O = 8, F = 9 e S = 16. a) do metano e do gás carbônico apresentam geometria tetraédrica. b) do óxido nitroso e do gás carbônico apresentam geometria angular. c) do hexafluoreto de enxofre apresentam geometria linear. d) do metano apresentam geometria tetraédrica e as do gás carbônico são lineares. e) do óxido nitroso têm geometria angular e as do metano são lineares. 15. (ESCS DF/2014) Grande parte das reações que ocorrem nos organismos vivos envolve a transferência de elétrons, a exemplo da reação do oxaloacetato com a coenzima NADH, apresentada a seguir, em que R representa uma cadeia carbônica. Na tabela, são apresentados os potenciais padrão de redução das semirreações envolvidas. Com relação à disposição espacial dos átomos nas espécies envolvidas na reação e à luz da Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons de Valência, assinale a opção correta. a) No íon NAD+, os dois átomos de nitrogênio têm seus três ligantes dispostos de acordo com os vértices de uma pirâmide trigonal. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 52 107 b) No íon NAD+, há pelo menos 12 átomos dispostos em um mesmo plano. c) No íon oxaloacetato, todos os átomos se encontram em um mesmo plano. d) No íon malato, as ligações do oxigênio do grupo hidroxila formam, entre si, um ângulo de 180 graus. Polaridade. 16. (PUC SP/2018) As moléculas podem ser classificadas em polares e apolares. A polaridade de uma molécula pode ser determinada pela soma dos vetores de cada uma das ligações. Se a soma for igual a zero, a molécula é considerada apolar e, se a soma for diferente de zero a molécula é considerada polar. Para determinar essa soma, são importantes dois fatores: a eletronegatividade dos átomos presentes nas moléculas e a geometria da molécula. A figura abaixo representa quatro moléculas em que átomos diferentes estão representados com cores diferentes. Assinale a alternativa que apresenta a associação CORRETA entre o número, a possível molécula, a geometria molecular e a polaridade, respectivamente. a) I – CO2 – linear – polar. b) II – H2O – angular – apolar. c) III – NH3 – trigonal plana – apolar. d) IV – CH4 – tetraédrica – apolar. 17. (UEM PR/2017) Assinale o que for correto. 01. O diclorometano (CH2C2) é um composto tetraédrico e apolar. 02. O dissulfeto de carbono (CS2) é um composto angular e solúvel em água. 04. O tetraclorometano (CC4) é um composto apolar, portanto se dissolve em hexano. 08. O dióxido de carbono (CO2) é um composto linear e apolar. 16. O triflureto de boro (BF3) é um composto piramidal e polar. 18. (UDESC SC/2016) O consumo cada vez maior de combustíveis fósseis tem levado a um aumento considerável da concentraçãode dióxido de carbono na atmosfera, o que acarreta diversos problemas, dentre eles o efeito estufa. Com relação à molécula de dióxido de carbono, é correto afirmar que: Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 53 107 a) é apolar e apresenta ligações covalentes apolares. b) é polar e apresenta ligações covalentes polares. c) os dois átomos de oxigênio estão ligados entre si por meio de uma ligação covalente apolar. d) é apolar e apresenta ligações covalentes polares. e) apresenta quatro ligações covalentes apolares. 19. (UFRGS RS/2016) O dióxido de enxofre, em contato com o ar, forma trióxido de enxofre que, por sua vez, em contato com a água, forma ácido sulfúrico. Na coluna da esquerda, abaixo, estão listadas 5 substâncias envolvidas nesse processo. Na coluna da direita, características das moléculas dessa substância. 1. SO2 2. SO3 3. H2SO4 4. H2O 5. O2 ( ) tetraédrica, polar ( ) angular, polar ( ) linear, apolar ( ) trigonal, apolar A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é a) 1 – 4 – 3 – 2. b) 2 – 3 – 5 – 1. c) 2 – 3 – 4 – 5. d) 3 – 1 – 5 – 2. e) 3 – 4 – 2 – 1. 20. (UFRR/2015) O modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência ou VSEPR (sigla de origem inglesa, valence shell electron-pair repulsion) é utilizado com frequência para prever a geometria de moléculas. Tal modelo, baseia-se no princípio de que os pares de elétrons ao redor de um átomo tendem a se posicionar o mais afastado possível uns dos outros de modo a minimizar as repulsões eletrônicas. Sabendo que, a polaridade das moléculas está relacionada também a sua geometria, assinale a opção que contém, respectivamente, a polaridade das moléculas: CH2C2, BF3, H2S e BeC2. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 54 107 a) todas são polares; b) polar, apolar, polar e apolar; c) todas são apolares; d) apolar, polar, apolar e polar; e) apolar, polar, apolar e apolar. 21. (PUC MG/2015) As ligações covalentes são formadas por meio do compartilhamento de elétrons entre os átomos envolvidos na ligação. Essas ligações químicas podem ser classificadas em dois tipos: ligações covalentes polares e ligações covalentes apolares. Além disso, as moléculas também podem ser classificadas como polares e apolares. Assinale a opção que apresenta SOMENTE moléculas apolares. a) N2, O2 e CCl4 b) CHCl3, N2, NH3 c) CH4, CCl4, H2O d) BF3, NH3, CO2 22. (FATEC SP/2012) As propriedades específicas da água a tornam uma substância química indispensável à vida na Terra. Essas propriedades decorrem das características de sua molécula H2O, na qual os dois átomos de hidrogênio estão unidos ao átomo de oxigênio por ligações a) iônicas, resultando em um arranjo linear e apolar. b) iônicas, resultando em um arranjo angular e polar. c) covalentes, resultando em um arranjo linear e apolar. d) covalentes, resultando em um arranjo angular e apolar. e) covalentes, resultando em um arranjo angular e polar. 23. (FGV SP/2012) O uso dos combustíveis fósseis, gasolina e diesel, para fins veiculares resulta em emissão de gases para a atmosfera, que geram os seguintes prejuízos ambientais: aquecimento global e chuva ácida. Como resultado da combustão, detecta-se na atmosfera aumento da concentração dos gases CO2, NO2 e SO2. Sobre as moléculas desses gases, é correto afirmar que a) CO2 é apolar e NO2 e SO2 são polares. b) CO2 é polar e NO2 e SO2 são apolares. c) CO2 e NO2 são apolares e SO2 é polar. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 55 107 d) CO2 e NO2 são polares e SO2 é apolar. e) CO2 e SO2 são apolares e NO2 é polar. 24. (UFG GO/2011) Como usualmente definido na Química, a medida da polaridade das ligações químicas é feita pelo momento dipolar representado pelo vetor momento dipolar. A molécula de BF3 apresenta três ligações covalentes polares e independentes entre um átomo de boro e um átomo de flúor, e podem ser representadas como vetores. A polaridade e a representação plana dessa molécula são, respectivamente, a) Polar e b) Polar e c) Polar e d) Apolar e e) Apolar e 25. (ACAFE SC/2011) Considere as substâncias I, II e III a seguir. Assinale a alternativa com a associação correta entre o nome e a característica de cada uma das substâncias. a) I - Amônia: polar; II - Clorometano: polar; III - Propano: gás em condições ambientes. b) I - Amônia: gás em condições ambientes; II - Cloroetano: polar; III - Butano: polar. c) I - Amônia: apolar; II - Clorometano: gás em condições ambientes; III - Propano: líquido em condições ambientes. d) I - Amônia: polar; II - Clorometano: apolar; III - Butano: apolar. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 56 107 Interações intermoleculares. 26. (UFPR/2018) Os mexilhões aderem fortemente às rochas através de uma matriz de placas adesivas que são secretadas pela depressão distal localizada na parte inferior do seu pé. Essas placas adesivas são ricas em proteínas, as quais possuem em abundância o aminoácido LDopa. Esse aminoácido possui, em sua cadeia lateral, um grupo catechol (dihidroxibenzeno), que tem papel essencial na adesão do mexilhão à superfície rochosa. A figura ilustra um esquema da placa adesiva do mexilhão e um esquema da principal interação entre o grupo catechol e a superfície do óxido de titânio, que representa uma superfície rochosa. Fonte: Maier, G.P., Butler, A. J. Biol. Inorg. Chem., 22 (2017) 739 (Adaptado). A adesão do mexilhão à rocha deve-se principalmente à interação intermolecular do tipo: a) ligação de hidrogênio. b) interação íon-dipolo. c) dispersão de London. d) interação eletrostática. e) dipolo permanente-dipolo induzido. 27. (EsPCEX/2018) Quando ocorre a combustão completa de quaisquer hidrocarbonetos, há a produção dos compostos gás carbônico (CO2) e água (H2O). Acerca dessas substâncias afirma-se que: I. as moléculas CO2 e H2O apresentam a mesma geometria molecular. II. a temperatura de ebulição da água é maior que a do CO2, pois as moléculas de água na fase líquida se unem por ligação de hidrogênio, interação intermolecular extremamente intensa. III. a molécula de CO2 é polar e a de água é apolar. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 57 107 IV. a temperatura de fusão do CO2 é maior que a da água, pois, diferentemente da água, a molécula de CO2 apresenta fortes interações intermoleculares por apresentar geometria angular. V. o número de oxidação (Nox) do carbono na molécula de CO2 é +4. Estão corretas apenas as afirmativas a) I, II e IV. b) II, III e IV. c) I, III e V. d) III e IV. e) II e V. 28. (UEPG PR/2017) Suponha que um pesquisador tenha descoberto um novo elemento químico estável X, de número atômico 117. Após diversos experimentos, foi observado que o elemento químico X apresentava um comportamento químico semelhante aos elementos que constituem a sua família (grupo). Assim, assinale o que for correto. Dados: Na (Z = 11), O (Z = 8) 01. O elemento X pode estabelecer uma ligação iônica com o elemento sódio (Na). 02. Os átomos do elemento X estabelecem, entre si, a ligação covalente. 04. As moléculas X2 interagem, entre si, através de forças de Van der Waals. 08. As moléculas NaX interagem, entre si, através de interações do tipo dipolo-dipolo. 16. Os átomos de oxigênio se ligam ao elemento X através de ligações iônicas. 29. (ENEM/2017) Partículas microscópicas existentes na atmosfera funcionamcomo núcleos de condensação de vapor de água que, sob condições adequadas de temperatura e pressão, propiciam a formação das nuvens e consequentemente das chuvas. No ar atmosférico, tais partículas são formadas pela reação de ácidos (HX) com a base NH3, de forma natural ou antropogênica, dando origem a sais de amônio (NH4X), de acordo com a equação química genérica: HX (g) + NH3 (g) → NH4X (s) FELIX, E. P.; CARDOSO, A. A. Fatores ambientais que afetam a precipitação úmida. Química Nova na Escola, n. 21, maio 2005 (adaptado). A fixação de moléculas de vapor de água pelos núcleos de condensação ocorre por a) ligações iônicas. b) interações dipolo-dipolo. c) interações dipolo-dipolo induzido. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 58 107 d) interações íon-dipolo. e) ligações covalentes. 30. (UECE/2016) Em 1960, o cientista alemão Uwe Hiller sugeriu que a habilidade das lagartixas de caminhar nas paredes e no teto era por conta de forças de atração e repulsão entre moléculas das patas da lagartixa e as “moléculas” da parede, as chamadas forças de Van der Waals. Esta hipótese foi confirmada em 2002 por uma equipe de pesquisadores de Universidades da Califórnia. Sobre as Forças de Van de Waals, assinale a afirmação verdadeira. a) Estão presentes nas ligações intermoleculares de sólidos, líquidos e gases. b) Só estão presentes nas ligações de hidrogênio. c) Também estão presentes em algumas ligações interatômicas. d) São forças fracamente atrativas presentes em algumas substâncias como o neônio, o cloro e o bromo. 31. (UFRGS RS/2016) Em 2015, pesquisadores comprimiram o gás sulfeto de hidrogênio (H2S), em uma bigorna de diamantes até 1,6 milhão de vezes à pressão atmosférica, o suficiente para que sua resistência à passagem da corrente elétrica desaparecesse a – 69,5 °C. A experiência bateu o recorde de "supercondutor de alta temperatura" que era – 110 °C, obtido com materiais cerâmicos complexos. Assinale a afirmação abaixo que justifica corretamente o fato de o sulfeto de hidrogênio ser um gás na temperatura ambiente e pressão atmosférica, e a água ser líquida nas mesmas condições. a) O sulfeto de hidrogênio tem uma massa molar maior que a da água. b) O sulfeto de hidrogênio tem uma geometria molecular linear, enquanto a água tem uma geometria molecular angular. c) O sulfeto de hidrogênio é mais ácido que a água. d) A ligação S–H é mais forte que a ligação O–H. e) As ligações de hidrogênio intermoleculares são mais fortes com o oxigênio do que com o enxofre. 32. (ENEM/2016) O aquecimento de um material por irradiação com micro-ondas ocorre por causa da interação da onda eletromagnética com o dipolo elétrico da molécula. Um importante atributo do aquecimento por micro-ondas é a absorção direta da energia pelo material a ser aquecido. Assim, esse aquecimento é seletivo e dependerá, principalmente, da constante dielétrica e da frequência de relaxação do material. O gráfico mostra a taxa de aquecimento de cinco solventes sob irradiação de micro-ondas. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 59 107 BARBOZA, A. C. R. N. et al. Aquecimento em forno de micro-ondas. Desenvolvimento de alguns conceitos fundamentais. Química Nova, n. 6, 2001 (adaptado). No gráfico, qual solvente apresenta taxa média de aquecimento mais próxima de zero, no intervalo de 0 s a 40 s? a) H2O b) CH3OH c) CH3CH2OH d) CH3CH2CH2OH e) CH3CH2CH2CH2CH2CH3 33. (ESCS DF/2015) O DNA apresenta uma estrutura primária semelhante à do RNA, com algumas modificações. Por exemplo, no RNA as bases nitrogenadas são a adenina, a guanina, a citosina e a uracila; no DNA, tem-se a ocorrência da timina em vez da uracila. Além disso, o DNA possui uma estrutura secundária em forma de dupla hélice de cordões de ácido nucleico. Nessa estrutura, conforme figura I, abaixo, cada porção das moléculas de adenina (A) e de guanina (G) de um cordão liga-se, por meio de ligações de hidrogênio, à porção de uma molécula de timina (T) e de citosina (C), respectivamente, do outro cordão. Na figura II, são apresentadas as moléculas de adenina e de timina. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 60 107 Considerando que as ligações de hidrogênio são indicadas por linhas tracejadas, assinale a opção que melhor representa a ocorrência dessas ligações entre as porções de moléculas de adenina e timina no DNA. a) b) c) d) 34. (UDESC SC/2012) Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 61 107 As principais forças intermoleculares presentes na mistura de NaC em água; na substância acetona(CH3COCH3) e na mistura de etanol (CH3CH2OH) em água são, respectivamente: a) dipolo-dipolo; dipolo-dipolo; ligação de hidrogênio. b) dipolo-dipolo; íon-dipolo; ligação de hidrogênio. c) ligação de hidrogênio; íon-dipolo; dipolo-dipolo. d) íon-dipolo; dipolo-dipolo; ligação de hidrogênio. e) íon-dipolo; ligação de hidrogênio; dipolo-dipolo. Retículos cristalinos. 35. (Fac. Israelita de C. da Saúde Albert Einstein SP/2017) A temperatura de fusão de compostos iônicos está relacionada à energia reticular, ou seja, à intensidade da atração entre cátions e ânions na estrutura do retículo cristalino iônico. A força de atração entre cargas elétricas opostas depende do produto das cargas e da distância entre elas. De modo geral, quanto maior o produto entre os módulos das cargas elétricas dos íons e menores as distâncias entre os seus núcleos, maior a energia reticular. Considere os seguintes pares de substâncias iônicas: I. MgF2 e MgO II. KF e CaO III. LiF e KBr As substâncias que apresentam a maior temperatura de fusão nos grupos I, II e III são, respectivamente, a) MgO, CaO e LiF. b) MgF2, KF e KBr. c) MgO, KF e LiF. d) MgF2, CaO e KBr. 36. (UNIFOR CE/2016) As propriedades dos materiais, tais como estado físico (sólido, líquido ou gasoso), os pontos de fusão e ebulição, condutividade elétrica, entre outras, devem-se em grande parte ao tipo de ligação química formada. Considere os seguintes materiais abaixo: I. Cloro II. Ferro III. Cloreto de sódio IV. Diamante V. Platina Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 62 107 A opção que contém a correlação correta entre o material e o tipo de ligação envolvido é : a) iônica – covalente – iônica – metálica e metálica. b) metálica – iônica – covalente – iônica e iônica. c) covalente – iônica – metálica – iônica e covalente. d) iônica – iônica – covalente – covalente – metálica e metálica e) covalente – metálica – iônica – covalente – metálica. 37. (FAMERP SP/2016) Ureia, CO(NH2)2, e sulfato de amônio, (NH4)2SO4, são substâncias amplamente empregadas como fertilizantes nitrogenados. Comparando-se as duas substâncias quanto às ligações químicas presentes em suas estruturas, é correto afirmar que a) a ureia apresenta apenas ligações iônicas e o sulfato de amônio, ligações covalentes e iônicas. b) o sulfato de amônio apresenta apenas ligações iônicas e a ureia, ligações covalentes e iônicas. c) ambas possuem apenas ligações covalentes. d) ambas possuem apenas ligações iônicas. e) a ureia apresenta apenas ligações covalentes e o sulfato de amônio, ligações covalentes e iônicas. 38. (FCM MG/2016) Observe algumas características das substâncias CO2 (g), SiO2 (s) e CS2 (), não respectivamente: Analisando a tabela e identificando I, II e III, assinale a afirmativa FALSA. a) A densidade do líquido II diminui com um aumento da temperatura.b) A espécie covalente III apresenta unidade estrutural com três átomos. c) As interações intermoleculares são mais eficientes na espécie II. d) As substâncias moleculares I e II apresentam suas geometrias lineares. 39. (UNESP SP/2015) Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 63 107 No ano de 2014, o Estado de São Paulo vive uma das maiores crises hídricas de sua história. A fim de elevar o nível de água de seus reservatórios, a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (Sabesp) contratou a empresa ModClima para promover a indução de chuvas artificiais. A técnica de indução adotada, chamada de bombardeamento de nuvens ou semeadura ou, ainda, nucleação artificial, consiste no lançamento em nuvens de substâncias aglutinadoras que ajudam a formar gotas de água. (http://exame.abril.com.br. Adaptado.) Além do iodeto de prata, outras substâncias podem ser utilizadas como agentes aglutinadores para a formação de gotas de água, tais como o cloreto de sódio, o gás carbônico e a própria água. Considerando o tipo de força interatômica que mantém unidas as espécies de cada agente aglutinador, é correto classificar como substância molecular: a) o gás carbônico e o iodeto de prata. b) apenas o gás carbônico. c) o gás carbônico e a água. d) apenas a água. e) a água e o cloreto de sódio. 40. (UEM PR/2012) Assinale a(s) alternativa(s) correta(s) com relação ao preenchimento da tabela abaixo, com respostas de acordo com as colunas I, II, III e IV, respectivamente. 01. Iodo: iônica, líquido, não, não. 02. Metano: metálica, sólido, não, sim. 04. Etanol: covalente, líquido, não, não. 08. Platina: metálica, sólido, sim, não. 16. Cloreto de lítio: iônica, sólido, não, sim. 41. (UFMG/2009) Certo produto desumidificador, geralmente encontrado à venda em supermercados, é utilizado para se evitar a formação de mofo em armários e outros ambientes domésticos. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 64 107 A embalagem desse produto é dividida, internamente, em dois compartimentos – um superior e um inferior. Na parte superior, há um sólido branco iônico – o cloreto de cálcio, CaCl2. Algum tempo depois de a embalagem ser aberta e colocada, por exemplo, em um armário em que há umidade, esse sólido branco desaparece e, ao mesmo tempo, forma-se um líquido incolor no compartimento inferior. As duas situações descritas estão representadas nestas figuras: Considerando-se essas informações e outros conhecimentos sobre os materiais e os processos envolvidos, é CORRETO afirmar que a) o CaC2 passa por um processo de sublimação. b) o CaC2 tem seu retículo cristalino quebrado. c) o líquido obtido tem massa igual à do CaC2. d) o líquido obtido resulta da fusão do CaC2. 42. (UFRN/2009) O sódio é uma substância extremamente reativa e perigosa, podendo pegar fogo em contato com o ar: e reagir violentamente com a água: É um elemento químico considerado essencial à vida humana. Quando combinado a outras substâncias, é utilizado, por exemplo, na produção de papel, de sabão e no tratamento de águas. As estruturas das espécies sódio, água e hidrogênio, da reação (3), podem ser representadas, respectivamente, por: a) b) Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 65 107 c) d) 43. (FGV SP/2008) Na tabela são fornecidas as células unitárias de três sólidos, I, II e III. A temperatura de fusão do sólido III é 1772ºC e a do sólido II é bem superior ao do sólido I. Quando dissolvido em água, o sólido I apresenta condutividade. Pode-se concluir que os sólidos I, II e III são, respectivamente, sólidos a) covalente, iônico e metálico. b) iônico, covalente e metálico. c) iônico, molecular e metálico. d) molecular, covalente e iônico. e) molecular, iônico e covalente. 44. (UNIFESP SP/2006) A tabela apresenta algumas propriedades medidas, sob condições experimentais adequadas, dos compostos X, Y e Z. A partir desses resultados, pode-se classificar os compostos X, Y e Z, respectivamente, como sólidos a) molecular, covalente e metálico. b) molecular, covalente e iônico. c) covalente, molecular e iônico. d) covalente, metálico e iônico. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 66 107 e) iônico, covalente e molecular. 8. Gabarito Sem Comentários 1. E 2. C 3. A 4. A 5. C 6. E 7. B 8. 10 9. B 10. A 11. B 12. B 13. B 14. D 15. B 16. D 17. 12 18. D 19. D 20. B 21. A 22. E 23. A 24. D 25. A 26. A 27. E 28. 07 29. D 30. D 31. E 32. E 33. C 34. D 35. A 36. E 37. E 38. B 39. C 40. 20 41. B 42. D 43. B 44. B 9. Resoluções Das Questões Fundamentais I. Questão fundamental 01. Escreva as fórmulas estruturais com as devidas geometrias e os nomes das geometrias dos compostos a seguir. a) H2 H H linear b) H2O O HH angular c) CO2 C OO linear Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 67 107 d) NH3 N H H H piramidal e) PCl3 P Cl Cl Cl piramidal f) CH2O C O H H trigonal plana g) H3CCl C HCl H H tetraédrica h) BF3 B F FF trigonal plana i) SO2 S O O angular j) HNO3 N O H O O trigonal plana (para o átomo de nitrogênio) e angular (para os oxigênios). k) H2SO4 S O O O O H H tetraédrica (para o átomo de enxofre) e angular (para os oxigênios). II. Questão fundamental 02. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 68 107 Determine a polaridade das seguintes moléculas. a) H2 - apolar b) H2O - polar c) CO2 - apolar d) NH3 - polar e) PCl3 - polar f) CH2O - polar g) H3CCl - polar h) BF3 - apolar i) SO2 - polar j) HNO3 - polar k) H2SO4 - polar III. Questão fundamental 03. Determine a interação intermolecular das seguintes moléculas. a) H2 – forças de London. b) H2O – ligação de hidrogênio. c) CO2 – forças de London. d) NH3 – ligação de hidrogênio e) PCl3 – dipolo-dipolo. f) CH2O – dipolo-dipolo. g) H3CCl – dipolo-dipolo. h) BF3 – forças de London. i) SO2 – dipolo-dipolo. j) HNO3 – ligação de hidrogênio. k) H2SO4 – ligação de hidrogênio. 10. Questões Resolvidas E Comentadas 1. (FUVEST SP/2007) A figura mostra modelos de algumas moléculas com ligações covalentes entre seus átomos. Analise a polaridade dessas moléculas, sabendo que tal propriedade depende da Diferença de eletronegatividade entre os átomos que estão diretamente ligados. (Nas moléculas apresentadas, átomos de elementos diferentes têm eletronegatividades diferentes.) Forma geométrica das moléculas. Observação: Eletronegatividade é a capacidade de um átomo para atrair os elétrons da ligação covalente. Dentre essas moléculas, pode-se afirmar que são polares apenas a) A e B Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 69 107 b) A e C c) A, C e D d) B, C e D e) C e D Comentário: As geometrias sempre polares são as geometrias que apresentam par de elétrons não ligante no átomo central: geometria angular e geometria piramidal. As geometrias: linear, trigonal plana e tetraédrica somente serão apolares, se os átomos periféricos forem iguais entre si. Basta que um átomo periférico ligado ao átomo central seja diferente de algum outro átomo periférico, para que a molécula seja classificada como polar. Gabarito: E 2. (FUVEST SP/2016) A estrutura do DNA é formada por duas cadeias contendo açúcarese fosfatos, as quais se ligam por meio das chamadas bases nitrogenadas, formando a dupla hélice. As bases timina, adenina, citosina e guanina, que formam o DNA, interagem por ligações de hidrogênio, duas a duas em uma ordem determinada. Assim, a timina, de uma das cadeias, interage com a adenina, presente na outra cadeia, e a citosina, de uma cadeia, interage com a guanina da outra cadeia. Considere as seguintes bases nitrogenadas: As interações por ligação de hidrogênio entre adenina e timina e entre guanina e citosina, que existem no DNA, estão representadas corretamente em: Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 70 107 Comentário: A ligação de hidrogênio ocorre quando um átomo de hidrogênio está situado entre dois ametais, cujo átomos podem ser flúor, oxigênio ou nitrogênio. Portanto, a melhor representação das interações das bases nitrogenadas é aquela que apresenta os hidrogênios que estão ligados aos átomos de nitrogênio direcionados para o átomo de nitrogênio ou oxigênio da outra molécula. Gabarito: C 3. (FUVEST SP/2011) A figura abaixo traz um modelo da estrutura microscópica de determinada substância no estado sólido, estendendo-se pelas três dimensões do espaço. Nesse modelo, cada esfera representa um átomo e cada bastão, uma ligação química entre dois átomos. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 71 107 A substância representada por esse modelo tridimensional pode ser a) sílica, (SiO2)n. b) diamante, C. c) cloreto de sódio, NaCl. d) zinco metálico, Zn. e) celulose, (C6H10O5)n. Comentário: A ilustração representa uma estrutura covalente. Os átomos estão ligados por uma ligação covalente em um tipo de rede. Portanto, a estrutura não é iônica, molecular ou metálica. Assim, eliminamos os itens c (cloreto de sódio é iônico), d (zinco é metálico) e e (celulose é molecular). Entre as opções a e b, a diferença é observada nos tipos de átomos na imagem. A imagem apresenta dois elementos químicos, ou seja, dois tipos de átomos. Portanto, não pode ser o diamante porque é formado por apenas um elemento químico. Normalmente, os retículos cristalinos covalentes exigidos nas provas de vestibulares são: grafite, diamante e dióxido de silício. Gabarito: A 4. (FUVEST SP/2016) Existem vários modelos para explicar as diferentes propriedades das substâncias químicas, em termos de suas estruturas submicroscópicas. Considere os seguintes modelos: I. moléculas se movendo livremente; II. íons positivos imersos em um “mar” de elétrons deslocalizados; III. íons positivos e negativos formando uma grande rede cristalina tridimensional. Assinale a alternativa que apresenta substâncias que exemplificam, respectivamente, cada um desses modelos. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 72 107 Comentário: I. Embora no estado físico líquido ocorra movimentação de moléculas, apenas no estado gasoso ocorre a movimentação de forma livre. Portanto, a substância em I tem que ser gasosa: gás nitrogênio e gás metano. II. A deslocalização dos elétrons ao redor de cátions é a característica da ligação metálica, portanto as opções que apresentam caráter metálico no item II da tabela é ferro sólido. O iodo sólido é molecular, o cloreto de sódio é iônico e a água é molecular. III. Uma rede cristalina formada por cátions e ânions é referente à um composto iônico. O composto iônico é identificado quando na fórmula iônica apresenta metal e ametal. Na opção III da tabela apenas o cloreto de sódio é iônico. O iodo ó molecular e o diamante é um sólido covalente. Gabarito: A 5. (FUVEST SP/2016) Para que um planeta abrigue vida nas formas que conhecemos, ele deve apresentar gravidade adequada, campo magnético e água no estado líquido. Além dos elementos químicos presentes na água, outros também são necessários. A detecção de certas substâncias em um planeta pode indicar a presença dos elementos químicos necessários à vida. Observações astronômicas de cinco planetas de fora do sistema solar indicaram, neles, a presença de diferentes substâncias, conforme o quadro a seguir: Considerando as substâncias detectadas nesses cinco planetas, aquele em que há quatro elementos químicos necessários para que possa se desenvolver vida semelhante à da Terra é a) I. b) II. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 73 107 c) III. d) IV. e) V. Comentário: Enumerando as substâncias e os elementos químicos de cada item, temos: I: CC4, CS2 e N2. 4 elementos químicos. II: NO2, Ar e He. 3 elementos químicos. III: CH4, CO2 e NO2. 4 elementos químicos. IV: Ar, SO2 e C2O. 4 elementos químicos. V: N2O, C2O e N2. 3 elementos químicos. As opções I, III e IV apresentam 4 elementos químicos, porém os elementos químicos importantes para desenvolver a vida em um planeta são: carbono, nitrogênio, oxigênio e hidrogênio. Esses elementos são essenciais para formar os compostos orgânicos essenciais, por exemplo, os aminoácidos. Gabarito: C 6. (ITA SP/2019 - adaptado) Considere as configurações eletrônicas do estado fundamental dos átomos X, Y e Z pertencentes ao segundo período da tabela periódica: X: ns2np3 Y: ns2np4 Z: ns2np5 Com base nas estruturas de Lewis, sejam feitas as seguintes afirmações sobre íons e moléculas formados por esses átomos: I. A ordem das energias de ligação das moléculas diatômicas homonucleares é X2 > Y2 > Z2. II. O cátion XY+ tem maior distância interatômica de equilíbrio do que o ânion XY–. III. As moléculas triatômicas YZ2 e Y3 têm geometria angular. Das afirmações acima, estão CORRETAS apenas a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) I e III. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 74 107 Comentário: Os elementos X, Y e Z apresentam 5, 6 e 7 elétrons na camada de valência, respectivamente. Portanto, o número de ligações que os elementos X, Y e Z necessitam é 3, 2 e 1 ligação, respectivamente. A partir dessas informações, julga-se os itens: I. Certo. X2 apresenta ligação tripla, Y2 apresenta ligação dupla e Z2 apresenta ligação simples. A ordem crescente de energia das ligações é: simples < dupla < tripla. II. Errado. O raio de um cátion é menor que o raio do seu ânion equivalente. Quanto menor a quantidade de elétrons de um grupo equivalente, maior a atração do núcleo pelos elétrons e, consequentemente, menor o raio iônico. III. Certo. Y necessita de duas ligações e Z necessita de uma ligação. As geometrias e as quantidades de elétrons não ligantes no átomo central de cada estrutura são representadas abaixo. Y Z Z Y Y Y As duas geometrias são angulares. Gabarito: E 7. (FCM PB/2016) O fogo-fátuo é uma chama azulada e pálida que pode ocorrer devido à combustão espontânea de gases resultantes da matéria orgânica. Ocorre em pântanos, em razão da combustão do metano (CH4) CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (g) ou em cemitérios, devido à combustão da fosfina (PH3): PH3 (g) + 2 O2 (g) → H3PO4 (s) Analisando a estrutura das moléculas presentes nas reações acima, é correto afirmar que: a) Na molécula de metano existem 4 orbitais moleculares do tipo sp-s. b) A molécula de fosfina é polar e apresenta geometria piramidal. c) A molécula de CO2 apresenta geometria linear com o carbono hibridizado em sp2. d) A molécula da H2O é angular com ângulos de ligação de 180º. e) Na molécula do H3PO4 existem 8 ligações covalentes simples. Comentário: O carbono apresenta as hibridizações: C C C C sp sp sp 3 2 Julgandoos itens, temos: Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 75 107 a) Errado. O metano é formado por quatro ligações covalentes sigma do tipo sp3-s. A combinação sp3 devido ao carbono saturado ligado ao átomo do hidrogênio que utiliza o orbital s. b) Certo. A fosfina apresenta a fórmula: P H H H c) Errado. O carbono do CO2 realiza duas ligações duplas, logo, hibridização sp. d) Errado. A geometria molecular da água é angular, mas os seus ângulos são iguais a 105°. e) Errado. Existem duas formas de representar a fórmula estrutural do H3PO4: com ligação dativa e com octeto expandido. Porém, nenhuma das opções apresenta 8 ligações covalentes simples. P O H O H O H O P O H O H O H O ou octeto expandidoligação dativa 7 lligações simples 6 ligações simples Gabarito: B 8. (UEPG PR/2016) Os átomos dos elementos Na(Z=11), O(Z=8) e H(Z=1) combinam-se formando compostos. Sobre o assunto, assinale o que for correto. 01. Dois átomos de H podem ligar-se a um átomo de O, formando uma molécula com geometria linear. 02. A ligação química existente entre O e H, no composto NaOH, é uma ligação covalente. 04. Átomos de Na e H formam uma ligação covalente no composto NaH. 08. A ligação química existente entre Na e O no composto Na2O é do tipo iônica. 16. No composto NaOH, a força intermolecular é do tipo dipolo instantâneo-dipolo induzido ou dispersão de London. Comentário: Jugando os itens, temos: 01. Errado. A molécula H2O apresenta geometria angular, porque apresenta dois pares de elétrons não ligantes no átomo central. 02. Certo. O composto NaOH é iônico formado pelo cátion Na+ e o ânion OH-. O ânion OH- é formado por uma ligação covalente entre o oxigênio e o hidrogênio. O H 04. Errado. A combinação de NaH formada é um composto iônico, que ocorre transferência de um elétron do sódio para o hidrogênio. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 76 107 08. Certo. A ligação química entre metal e ametal é do tipo iônica. A ligação iônica é caracterizada pela transferência de elétrons. 16. Errado. O composto NaOH é um composto iônico, portanto, a interação entre seus íons é do tipo eletrostática, diferentemente, da interação dispersão de London, a qual ocorre entre moléculas apolares. Gabarito: 10 9. (UFRR/2016) De acordo com a teoria da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR), em qual alternativa as moléculas apresentam a mesma geometria. a) BF3 e H2S b) PH3 e NH3 c) SF6 e PH3 d) H2S e PH3 e) NH3 e BF3 Comentário: As moléculas apresentadas nas opções e suas devidas geometrias são: B F FF S HH P H H H N H H H S F F F F FF trigonal plana angular piramidal octaédricapiramidal Gabarito: B 10. (FATEC SP/2016) “Houston, we have a problem”. Ao enviar essa mensagem, em 13 de abril de 1970, o comandante da missão espacial Apollo 13 sabia que sua vida e as dos seus dois companheiros estavam por um fio. Um dos tanques de oxigênio (O2) tinha acabado de explodir. Apesar do perigo iminente dos astronautas ficarem sem O2 para respirar, a principal preocupação da NASA era evitar que a atmosfera da espaçonave ficasse saturada do gás carbônico (CO2), exalado pela própria equipe. Isso causaria diminuição do pH do sangue da tripulação (acidemia sanguínea), já que o CO2 é um óxido ácido e, em água, ele forma ácido carbônico: CO2 (g) + H2O () → H2CO3 (aq). A acidemia sanguínea deve ser evitada a qualquer custo. Inicialmente, ela leva a pessoa a ficar desorientada e a desmaiar, podendo evoluir até o coma ou mesmo a morte. Normalmente, a presença de CO2 na atmosfera da nave não é problema, pois existem recipientes, adaptados à ventilação com hidróxido de lítio (LiOH), uma base capaz de absorver esse Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 77 107 gás. Nada quimicamente mais sensato: remover um óxido ácido lançando mão de uma base, através de uma reação de neutralização. <http://tinyurl.com/heb78gk> Acesso em 10.03.2016. Adaptado. O óxido que pode levar a acidemia sanguínea apresenta geometria molecular a) linear. b) angular. c) trigonal. d) piramidal. e) tetraédrica. Comentário: A geometria molecular do CO2 é linear, porque o átomo central não apresenta par de elétrons não ligante no átomo central. Todos os seus 8 elétrons da camada de valência estão participando das ligações covalentes. Gabarito: A 11. (IFSC/2016) Considere uma molécula formada por três átomos de dois tipos diferentes, ligados entre si por ligações covalentes, formando uma geometria angular. Com base nessas informações, assinale a alternativa CORRETA. a) A descrição apresentada acima corresponde a uma molécula de dióxido de carbono, em que o carbono e o oxigênio formam ligações covalentes duplas entre si. b) A descrição é compatível com uma molécula de água, que pode estabelecer ligações intermoleculares de hidrogênio, quando moléculas dessa substância se encontram no estado líquido. c) A geometria angular indicada acima é também chamada geometria trigonal planar. d) A molécula de amônia corresponde à descrição apresentada, pois átomos de nitrogênio e hidrogênio estão unidos por ligações covalentes que formam um ângulo entre si. e) O CFC, gás responsável pela destruição da camada de ozônio, apresenta dois átomos de carbono e um átomo de flúor em geometria angular, de acordo com a descrição dada. Comentário: Julgando os itens, temos: a) Errado. O dióxido de carbono apresenta geometria linear, enquanto a molécula do texto da questão apresenta geometria angular. b) Certo. A molécula descrita pode ser a água, porque apresenta dois elementos químicos (hidrogênio e oxigênio), três átomos (dois átomos de hidrogênio e um oxigênio) e geometria angular (o átomo central apresenta par de elétrons não ligantes no átomo central). Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 78 107 c) Errado. A geometria trigonal plana apresenta 4 átomos em sua composição, todavia a geometria angular apresenta 3. d) Errado. A amônia (NH3) é formada por 4 átomos, enquanto a molécula em questão apresenta 3 átomos. e) Errado. O CFC é formado por carbono, flúor e cloro. As geometrias estáveis para o átomo de carbono são: tetraédrica, trigonal plana e linear. Gabarito: B 12. (ESCS DF/2015) O termo globalização refere-se à intensificação da integração econômica, social, cultural e política entre países. Nas últimas décadas, a globalização tem sido impulsionada pelo barateamento dos meios de transporte e de comunicação. No entanto, a globalização pode causar efeitos adversos à sociedade, especialmente nos casos de aumento do risco de disseminação de algumas doenças relacionadas a agentes infecciosos, como os vírus. Atualmente, governos de diversos países e especialistas da comunidade científica mundial têm envidado esforços na tentativa de impedir que a epidemia do vírus ebola se propague por meio de passageiros infectados que viajam da África para outros países. O vírus ebola tem um genoma constituído por uma pequena cadeia de RNA, cuja degradação moderada forma unidades monoméricas denominadas nucleotídeos, conforme estrutura apresentada na figura a seguir. De acordo com a teoria da repulsão dos pares de elétrons de valência, a orientação dos átomos de oxigênio do grupo fosfato dos nucleotídeos do RNA, em torno do átomo de fósforo, ocorre de acordo com os vértices de a) uma pirâmide trigonal. b) um tetraedro. c) uma gangorra. d) um quadrado. Comentário: O átomo de fósforo está ligado à quatro átomos de oxigênio e não apresenta par de elétrons não ligante, portanto,a geometria formada é tetraédrica. A forma apresentada da estrutura do átomo de fósforo corresponde ao octeto expandido, assim, o fósforo pode se estabilizar com 8 ou 10 elétrons na camada de valência. Gabarito: B Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 79 107 13. (Mackenzie SP/2015) São dadas as distribuições eletrônicas da camada de valência de alguns elementos químicos, representados pelas letras abaixo: De acordo com essas distribuições eletrônicas, são feitas as seguintes afirmações: I. O elemento A ao se ligar ao elemento C, forma um composto iônico. II. A substância química A2E possui geometria angular. III. Dos elementos acima representados, B é o que possui o maior raio atômico. IV. A substância química DE2 apresenta ligações covalentes apolares. V. O elemento F representa um metal do terceiro período do grupo 2. São corretas as afirmações. a) I, II e IV, apenas. b) II, III e V, apenas. c) I, IV e V, apenas. d) I, II e V, apenas. e) II, III e IV, apenas. Comentário: A partir das configurações eletrônicas e o posicionamento dos elementos na tabela periódica, conclui-se: A é o átomo de hidrogênio. B é um metal alcalino (com exceção do 1s1, todos que terminam em s1 são metais alcalinos). C é um halogênio (todos os halogênios terminam em p5). D é o átomo de carbono. E é o átomo de oxigênio. F é um metal alcalinoterroso (com exceção do 1s2, todos que terminam em s2 são metais alcalinoterrosos). Julgando os itens, temos: I. Errado. A ligação do hidrogênio com um ametal é do tipo covalente. II. Certo. A2E é angular porque existem dois pares de elétrons não ligante no átomo central. Basta que exista um par de elétron não ligante no átomo central para que a geometria da molécula de três átomos seja angular. III. Certo. O elemento de maior raio atômico é aquele posicionado nos menos grupos e que apresente o maior número de níveis de energia, portanto, o elemento B apresenta 3 níveis de energia e situa-se no grupo 1. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 80 107 IV. Errado. A ligação química covalente do átomo de carbono com o átomo de oxigênio apresenta diferença de eletronegatividade, portanto, é uma ligação covalente polar. V. Certo. O elemento F apresenta 3 níveis de energia e termina sua distribuição eletrônica em s2, característica do grupo 2. Gabarito: B 14. (Mackenzie SP/2015) Os gases do efeito estufa envolvem a Terra e fazem par te da atmosfera. Estes gases absorvem parte da radiação infravermelha refletida pela superfície terrestre, impedindo que a radiação escape para o espaço e aquecendo a superfície da Terra. Atualmente são seis os gases considerados como causadores do efeito estufa: dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), clorofluorcarbonetos (CFCs), hidrofluorcarbonetos (HFCs), e hexafluoreto de enxofre (SF6). Segundo o Painel Intergovernamental de mudanças do Clima, o CO2 é o principal “culpado” pelo aquecimento global, sendo o gás mais emitido (aproximadamente 77%) pelas atividades humanas. No Brasil, cerca de 75% das emissões de gases do efeito estufa são causadas pelo desmatamento, sendo o principal alvo a ser mitigado pelas políticas públicas. No mundo, as emissões de CO2 provenientes do desmatamento equivalem a 17% do total. O hexafluoreto de enxofre (SF6) é o gás com maior poder de aquecimento global, sendo 23.900 vezes mais ativo no efeito estufa do que o CO2. Em conjunto, os gases fluoretados são responsáveis por 1,1% das emissões totais de gases do efeito estufa. http://www.institutocarbonobrasil.org.br/mudancas_climaticas/gases_do_efeito_estufa A respeito dos gases citados no texto, de acordo com a teoria da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR), é correto afirmar que as moléculas Dados: números atômicos (Z): H = 1, C = 6, N = 7, O = 8, F = 9 e S = 16. a) do metano e do gás carbônico apresentam geometria tetraédrica. b) do óxido nitroso e do gás carbônico apresentam geometria angular. c) do hexafluoreto de enxofre apresentam geometria linear. d) do metano apresentam geometria tetraédrica e as do gás carbônico são lineares. e) do óxido nitroso têm geometria angular e as do metano são lineares. Comentário: Julgando os itens, temos: a) Errado. O metano apresenta geometria tetraédrica, enquanto o dióxido de carbono apresenta geometria linear. C H HH H C OO b) Errado. O N2O e o CO2 apresentam geometria linear. N N O C OO Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 81 107 c) Errado. O SF6 apresenta geometria octaédrica. S F F F F FF d) Certo. O carbono não apresenta par de elétron não ligante no átomo central. C H HH H C OO lineartetraédrica e) Errado. O N2O é linear, enquanto o CH4 é tetraédrico. C H HH H tetraédrica N N O linear Gabarito: D 15. (ESCS DF/2014) Grande parte das reações que ocorrem nos organismos vivos envolve a transferência de elétrons, a exemplo da reação do oxaloacetato com a coenzima NADH, apresentada a seguir, em que R representa uma cadeia carbônica. Na tabela, são apresentados os potenciais padrão de redução das semirreações envolvidas. Com relação à disposição espacial dos átomos nas espécies envolvidas na reação e à luz da Teoria da Repulsão dos Pares de Elétrons de Valência, assinale a opção correta. a) No íon NAD+, os dois átomos de nitrogênio têm seus três ligantes dispostos de acordo com os vértices de uma pirâmide trigonal. b) No íon NAD+, há pelo menos 12 átomos dispostos em um mesmo plano. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 82 107 c) No íon oxaloacetato, todos os átomos se encontram em um mesmo plano. d) No íon malato, as ligações do oxigênio do grupo hidroxila formam, entre si, um ângulo de 180 graus. Comentário: Julgando os itens, temos: a) Errado. Um átomo de nitrogênio é piramidal, enquanto o outro é trigonal plano. b) Certo. As geometrias: linear, trigonal plana e angular são planares. Os átomos que estão necessariamente no mesmo plano são: c) Errado. As geometrias tetraédrica e piramidal são espaciais. Portanto, os seguintes átomos não estão no mesmo plano, necessariamente. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 83 107 d) Errado. No íon malato, os oxigênios que formam duas ligações simples apresentam geometria angular com ângulos de, aproximadamente, 105°. Gabarito: B 16. (PUC SP/2018) As moléculas podem ser classificadas em polares e apolares. A polaridade de uma molécula pode ser determinada pela soma dos vetores de cada uma das ligações. Se a soma for igual a zero, a molécula é considerada apolar e, se a soma for diferente de zero a molécula é considerada polar. Para determinar essa soma, são importantes dois fatores: a eletronegatividade dos átomos presentes nas moléculas e a geometria da molécula. A figura abaixo representa quatro moléculas em que átomos diferentes estão representados com cores diferentes. Assinale a alternativa que apresenta a associação CORRETA entre o número, a possível molécula, a geometria molecular e a polaridade, respectivamente. a) I – CO2 – linear – polar. b) II – H2O – angular – apolar. c) III – NH3 – trigonal plana – apolar. d) IV – CH4 – tetraédrica – apolar. Comentário: As geometrias que são sempre polares são as que apresentam par de elétrons não ligante no átomo central: geometria angular e geometria piramidal. As geometrias linear, trigonal plana e tetraédrica serão apolares, somente, se os átomos periféricos forem iguais entre si. Basta que umátomo periférico, ligado ao átomo central, seja diferente de algum outro átomo periférico, para que a molécula seja classificada como polar. Julgando os itens, temos: a) Errado. Geometria linear com ligantes periféricos iguais, os átomos de oxigênio. b) Errado. Geometria angular, portanto é uma molécula polar. c) Errado. Geometria piramidal porque apresenta par de elétron não ligante no átomo central e, assim, é polar. d) Certo. O átomo de carbono não apresenta par de elétron não ligante ao átomo central e está ligado a quatro átomos periféricos, que são iguais entre si. Portanto, a molécula é apolar. Gabarito: D Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 84 107 17. (UEM PR/2017) Assinale o que for correto. 01. O diclorometano (CH2C2) é um composto tetraédrico e apolar. 02. O dissulfeto de carbono (CS2) é um composto angular e solúvel em água. 04. O tetraclorometano (CC4) é um composto apolar, portanto se dissolve em hexano. 08. O dióxido de carbono (CO2) é um composto linear e apolar. 16. O triflureto de boro (BF3) é um composto piramidal e polar. Comentário: Julgando os itens, temos: 01. Errado. O diclorometano é tetraédrico e polar. Para ser uma molécula apolar é necessário que apresente quatro átomos periféricos iguais. 02. Errado. O CS2 é apolar, portanto é insolúvel em água, que é polar. 04. Certo. O CC4 é um composto apolar, porque apresenta geometria tetraédrica com todos os átomos periféricos iguais entre si. O hexano é um hidrocarboneto e todos os hidrocarbonetos são apolares. Como os dois compostos são apolares, logo, são solúveis entre si. 08. Certo. O CO2 apresenta geometria linear porque o átomo central não apresenta par de elétron não ligante. Os átomos periféricos (oxigênios) são iguais entre si, portanto, é uma molécula apolar. 16. Errado. O átomo central de boro estabiliza-se com 6 elétrons na camada de valência, portanto não apresenta par de elétron não ligante. Uma molécula com 3 átomos periféricos iguais entre si e um átomo central sem par de elétron não ligante possui geometria trigonal plana e é apolar. Gabarito: 12 18. (UDESC SC/2016) O consumo cada vez maior de combustíveis fósseis tem levado a um aumento considerável da concentração de dióxido de carbono na atmosfera, o que acarreta diversos problemas, dentre eles o efeito estufa. Com relação à molécula de dióxido de carbono, é correto afirmar que: a) é apolar e apresenta ligações covalentes apolares. b) é polar e apresenta ligações covalentes polares. c) os dois átomos de oxigênio estão ligados entre si por meio de uma ligação covalente apolar. d) é apolar e apresenta ligações covalentes polares. e) apresenta quatro ligações covalentes apolares. Comentário: Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 85 107 O CO2 apresenta geometria linear, porque o átomo central não apresenta par de elétron não ligante. Como os átomos periféricos (oxigênios) são iguais entre si, em uma geometria linear, a molécula é apolar. Sabendo disso, julga-se os itens: a) errado. A ligação carbono-oxigênio possui diferença de eletronegatividade, ou seja, é polar. b) errado. A molécula é apolar e apresenta ligações covalente polares. A ligação covalente é apolar quando ocorre compartilhamento de elétrons entre elementos químicos iguais. c) errado. Os átomos de oxigênio estão ligados por ligação dupla ao átomo de carbono. d) certo. A molécula é apolar e apresenta ligações covalente polares. A ligação covalente é apolar quando ocorre compartilhamento de elétrons entre elementos químicos iguais. e) errado. O CO2 apresenta duas ligações duplas polares. Gabarito: D 19. (UFRGS RS/2016) O dióxido de enxofre, em contato com o ar, forma trióxido de enxofre que, por sua vez, em contato com a água, forma ácido sulfúrico. Na coluna da esquerda, abaixo, estão listadas 5 substâncias envolvidas nesse processo. Na coluna da direita, características das moléculas dessa substância. 1. SO2 2. SO3 3. H2SO4 4. H2O 5. O2 ( ) tetraédrica, polar ( ) angular, polar ( ) linear, apolar ( ) trigonal, apolar A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é a) 1 – 4 – 3 – 2. b) 2 – 3 – 5 – 1. c) 2 – 3 – 4 – 5. d) 3 – 1 – 5 – 2. e) 3 – 4 – 2 – 1. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 86 107 Comentário: As geometrias que são sempre polares são as que apresentam par de elétrons não ligante no átomo central: geometria angular e geometria piramidal. As geometrias linear, trigonal plana e tetraédrica serão apolares somente se os átomos periféricos forem iguais entre si. Basta que um átomo periférico, ligado ao átomo central, seja diferente de algum outro átomo periférico, para que a molécula seja classificada como polar. As geometrias e suas polaridades são: S O O S O O O O HH O O S O O H O H O tetraédrica linear angulartrigonal plana angular polar polar polar apolar apolar Gabarito: D 20. (UFRR/2015) O modelo da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência ou VSEPR (sigla de origem inglesa, valence shell electron-pair repulsion) é utilizado com frequência para prever a geometria de moléculas. Tal modelo, baseia-se no princípio de que os pares de elétrons ao redor de um átomo tendem a se posicionar o mais afastado possível uns dos outros de modo a minimizar as repulsões eletrônicas. Sabendo que, a polaridade das moléculas está relacionada também a sua geometria, assinale a opção que contém, respectivamente, a polaridade das moléculas: CH2C2, BF3, H2S e BeC2. a) todas são polares; b) polar, apolar, polar e apolar; c) todas são apolares; d) apolar, polar, apolar e polar; e) apolar, polar, apolar e apolar. Comentário: As geometrias que são sempre polares são as que apresentam par de elétrons não ligante no átomo central: geometria angular e geometria piramidal. As geometrias linear, trigonal plana e tetraédrica serão apolares somente se os átomos periféricos forem iguais entre si. Basta que um átomo periférico, ligado ao átomo central, seja diferente de algum outro átomo periférico, para que a molécula seja classificada como polar. As geometrias e polaridades das moléculas são indicadas abaixo. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 87 107 C H HCl Cl B F FF S HH Be ClCl angulartrigonal planatetraédrica linear apolar apolar polar polar Gabarito: B 21. (PUC MG/2015) As ligações covalentes são formadas por meio do compartilhamento de elétrons entre os átomos envolvidos na ligação. Essas ligações químicas podem ser classificadas em dois tipos: ligações covalentes polares e ligações covalentes apolares. Além disso, as moléculas também podem ser classificadas como polares e apolares. Assinale a opção que apresenta SOMENTE moléculas apolares. a) N2, O2 e CCl4 b) CHCl3, N2, NH3 c) CH4, CCl4, H2O d) BF3, NH3, CO2 Comentário: As geometrias que são sempre polares são as que apresentam par de elétrons não ligante no átomo central: geometria angular e geometria piramidal. As geometrias linear, trigonal plana e tetraédrica serão apolares somente se os átomos periféricos forem iguais entre si. Basta que um átomo periférico, ligado ao átomo central, seja diferente de algum outro átomo periférico, para que a molécula seja classificada como polar. As geometrias e polaridades das moléculas estão indicadas abaixo. N N linear apolar O O linear apolar C Cl ClCl Cl tetraédrica apolar C Cl HCl Cl tetraédrica polar N H H H piramidal O HH angular polar C H HH H tetraédrica B F FF trigonal planaC OO linear apolar apolar apolarpolar Gabarito: A Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 88 107 22. (FATEC SP/2012) As propriedades específicas da água a tornam uma substância química indispensável à vida na Terra. Essas propriedades decorrem das características de sua molécula H2O, na qual os dois átomos de hidrogênio estão unidos ao átomo de oxigênio por ligações a) iônicas, resultando em um arranjo linear e apolar. b) iônicas, resultando em um arranjo angular e polar. c) covalentes, resultando em um arranjo linear e apolar. d) covalentes, resultando em um arranjo angular e apolar. e) covalentes, resultando em um arranjo angular e polar. Comentário: O hidrogênio e o oxigênio estão combinados por ligação covalente em uma molécula com geometria angular e é polar. A geometria é angular porque o átomo central apresenta par de elétron não ligante. A molécula é polar, porque todas as moléculas angulares são polares. Gabarito: E 23. (FGV SP/2012) O uso dos combustíveis fósseis, gasolina e diesel, para fins veiculares resulta em emissão de gases para a atmosfera, que geram os seguintes prejuízos ambientais: aquecimento global e chuva ácida. Como resultado da combustão, detecta-se na atmosfera aumento da concentração dos gases CO2, NO2 e SO2. Sobre as moléculas desses gases, é correto afirmar que a) CO2 é apolar e NO2 e SO2 são polares. b) CO2 é polar e NO2 e SO2 são apolares. c) CO2 e NO2 são apolares e SO2 é polar. d) CO2 e NO2 são polares e SO2 é apolar. e) CO2 e SO2 são apolares e NO2 é polar. Comentário: As geometrias que são sempre polares são as que apresentam par de elétrons não ligante no átomo central: geometria angular e geometria piramidal. As geometrias linear, trigonal plana e tetraédrica serão apolares somente se os átomos periféricos forem iguais entre si. Basta que um átomo periférico, ligado ao átomo central, seja diferente de algum outro átomo periférico, para que a molécula seja classificada como polar. C OO linear apolar N O O angular polar S O O angular polar Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 89 107 Gabarito: A 24. (UFG GO/2011) Como usualmente definido na Química, a medida da polaridade das ligações químicas é feita pelo momento dipolar representado pelo vetor momento dipolar. A molécula de BF3 apresenta três ligações covalentes polares e independentes entre um átomo de boro e um átomo de flúor, e podem ser representadas como vetores. A polaridade e a representação plana dessa molécula são, respectivamente, a) Polar e b) Polar e c) Polar e d) Apolar e e) Apolar e Comentário: O átomo de flúor é mais eletronegativo que o átomo de boro. Portanto, B F FF trigonal plana apolar Gabarito: D 25. (ACAFE SC/2011) Considere as substâncias I, II e III a seguir. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 90 107 Assinale a alternativa com a associação correta entre o nome e a característica de cada uma das substâncias. a) I - Amônia: polar; II - Clorometano: polar; III - Propano: gás em condições ambientes. b) I - Amônia: gás em condições ambientes; II - Cloroetano: polar; III - Butano: polar. c) I - Amônia: apolar; II - Clorometano: gás em condições ambientes; III - Propano: líquido em condições ambientes. d) I - Amônia: polar; II - Clorometano: apolar; III - Butano: apolar. Comentário: As geometrias que são sempre polares são as que apresentam par de elétrons não ligante no átomo central: geometria angular e geometria piramidal. As geometrias linear, trigonal plana e tetraédrica serão apolares somente se os átomos periféricos forem iguais entre si. Basta que um átomo periférico, ligado ao átomo central, seja diferente de algum outro átomo periférico, para que a molécula seja classificada como polar. N H H H piramidal C H HH Cl tetraédrica polar Todos os hidrocarbonetos são apolares. Todos os compostos indicados pelo texto são gases à temperatura ambiente. Gabarito: A 26. (UFPR/2018) Os mexilhões aderem fortemente às rochas através de uma matriz de placas adesivas que são secretadas pela depressão distal localizada na parte inferior do seu pé. Essas placas adesivas são ricas em proteínas, as quais possuem em abundância o aminoácido LDopa. Esse aminoácido possui, em sua cadeia lateral, um grupo catechol (dihidroxibenzeno), que tem papel essencial na adesão do mexilhão à superfície rochosa. A figura ilustra um esquema da placa adesiva do mexilhão e um esquema da principal interação entre o grupo catechol e a superfície do óxido de titânio, que representa uma superfície rochosa. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 91 107 Fonte: Maier, G.P., Butler, A. J. Biol. Inorg. Chem., 22 (2017) 739 (Adaptado). A adesão do mexilhão à rocha deve-se principalmente à interação intermolecular do tipo: a) ligação de hidrogênio. b) interação íon-dipolo. c) dispersão de London. d) interação eletrostática. e) dipolo permanente-dipolo induzido. Comentário: A interação intermolecular envolvida refere-se à ligação de hidrogênio, pois um átomo de hidrogênio situa-se entre dois átomos de oxigênio. Para que a ligação de hidrogênio ocorra é necessário a existência de um hidrogênio de uma molécula interagindo com o flúor, oxigênio ou nitrogênio de uma molécula e um flúor, oxigênio ou nitrogênio de outra molécula. Gabarito: A 27. (EsPCEX/2018) Quando ocorre a combustão completa de quaisquer hidrocarbonetos, há a produção dos compostos gás carbônico (CO2) e água (H2O). Acerca dessas substâncias afirma-se que: I. as moléculas CO2 e H2O apresentam a mesma geometria molecular. II. a temperatura de ebulição da água é maior que a do CO2, pois as moléculas de água na fase líquida se unem por ligação de hidrogênio, interação intermolecular extremamente intensa. III. a molécula de CO2 é polar e a de água é apolar. IV. a temperatura de fusão do CO2 é maior que a da água, pois, diferentemente da água, a molécula de CO2 apresenta fortes interações intermoleculares por apresentar geometria angular. V. o número de oxidação (Nox) do carbono na molécula de CO2 é +4. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 92 107 Estão corretas apenas as afirmativas a) I, II e IV. b) II, III e IV. c) I, III e V. d) III e IV. e) II e V. Comentário: Julgando os itens, temos: I. Errado. CO2 é linear e H2O é angular. II. Certo. As moléculas de água interagem por ligação de hidrogênio, enquanto as interações das moléculas de CO2 são do tipo dispersões de London ou dipolo induzido – dipolo induzido. A ordem crescente de força das interações intermoleculares é: dispersões de London (dipolo induzido-dipolo induzido) < dipolo-dipolo < ligação de hidrogênio. III. Errado. A molécula de CO2 é apolar e a de água é polar. IV. Errado. As moléculas de água interagem por ligação de hidrogênio, enquanto as interações das moléculas de CO2 são do tipo dispersões de London ou dipolo induzido – dipolo induzido. A ordem crescente de força das interações intermoleculares é: dispersões de London (dipolo induzido-dipolo induzido) < dipolo-dipolo < ligação de hidrogênio. V. Certo. O número de oxidação (Nox) de cada átomo de oxigênio é igual a -2, portanto, o nox do carbono é igual a +4. Gabarito: E 28. (UEPG PR/2017) Suponha que um pesquisador tenha descoberto um novo elemento químico estável X, de número atômico 117. Após diversos experimentos, foi observado que o elemento químico X apresentava um comportamento químico semelhante aoselementos que constituem a sua família (grupo). Assim, assinale o que for correto. Dados: Na (Z = 11), O (Z = 8) 01. O elemento X pode estabelecer uma ligação iônica com o elemento sódio (Na). 02. Os átomos do elemento X estabelecem, entre si, a ligação covalente. 04. As moléculas X2 interagem, entre si, através de forças de Van der Waals. 08. As moléculas NaX interagem, entre si, através de interações do tipo dipolo-dipolo. 16. Os átomos de oxigênio se ligam ao elemento X através de ligações iônicas. Comentário: Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 93 107 A distribuição eletrônica da camada de valência do elemento químico de número atômico 117 é: 6s2 6p5. Portanto, o elemento X é um halogênio. Os halogênios tendem a receber um elétron para adquirir a estabilidade eletrônica. Julgando os itens, tem-se: 01. Certo. A ligação iônica ocorre entre metais (elementos com tendência a perder elétrons) e ametais (elementos com tendência a receber elétrons). 02. Certo. Os elementos que tendem a receber elétrons, ao realizar ligação entre si, compartilham elétrons, ou seja, constroem uma ligação covalente. 04. Certo. As moléculas X2 apresentam geometria linear e são apolares. As interações entre moléculas apolares é classificada em dispersão de London ou dipolo induzido-dipolo induzido ou forças de Van der Waals. 08. Errado. NaX é um composto iônico formado pela transferência eletrônica do sódio para o elemento X. Não apresenta interação entre moléculas, mas sim atração eletrostática entre seus íons. 16. Errado. A ligação do oxigênio, que é um ametal, e o elemento X, também ametal, é do tipo ligação covalente. Gabarito: 07 29. (ENEM/2017) Partículas microscópicas existentes na atmosfera funcionam como núcleos de condensação de vapor de água que, sob condições adequadas de temperatura e pressão, propiciam a formação das nuvens e consequentemente das chuvas. No ar atmosférico, tais partículas são formadas pela reação de ácidos (HX) com a base NH3, de forma natural ou antropogênica, dando origem a sais de amônio (NH4X), de acordo com a equação química genérica: HX (g) + NH3 (g) → NH4X (s) FELIX, E. P.; CARDOSO, A. A. Fatores ambientais que afetam a precipitação úmida. Química Nova na Escola, n. 21, maio 2005 (adaptado). A fixação de moléculas de vapor de água pelos núcleos de condensação ocorre por a) ligações iônicas. b) interações dipolo-dipolo. c) interações dipolo-dipolo induzido. d) interações íon-dipolo. e) ligações covalentes. Comentário: O composto NH4X é um composto iônico formado pelos íons NH4+ e X-. A fixação das moléculas de água a essas estruturas é realizada pela interação de um íon à molécula de água, portanto, a classificação dessa interação é íon-dipolo. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 94 107 Gabarito: D 30. (UECE/2016) Em 1960, o cientista alemão Uwe Hiller sugeriu que a habilidade das lagartixas de caminhar nas paredes e no teto era por conta de forças de atração e repulsão entre moléculas das patas da lagartixa e as “moléculas” da parede, as chamadas forças de Van der Waals. Esta hipótese foi confirmada em 2002 por uma equipe de pesquisadores de Universidades da Califórnia. Sobre as Forças de Van de Waals, assinale a afirmação verdadeira. a) Estão presentes nas ligações intermoleculares de sólidos, líquidos e gases. b) Só estão presentes nas ligações de hidrogênio. c) Também estão presentes em algumas ligações interatômicas. d) São forças fracamente atrativas presentes em algumas substâncias como o neônio, o cloro e o bromo. Comentário: As forças de Van der Waals são as forças presentes nas substâncias apolares e são também chamadas de dispersões de London ou dipolo induzido-dipolo induzido. Julgando os itens, tem-se: a) errado. Os gases nobres apresentam forças de Van der Waals e não são moléculas, portanto, não pode ser generalizado como forças intermoleculares. b) errado. As ligações de hidrogênio são interações mais fortes que as interações de Van der Waals. c) errado. As ligações interatômicas ocorrem dentro da substância e são denominadas ligação covalente. d) certo. As forças de Van der Waals estão presentes nas substâncias apolares. Neônio, cloro (C2) e bromo (Br2) são apolares. Gabarito: D 31. (UFRGS RS/2016) Em 2015, pesquisadores comprimiram o gás sulfeto de hidrogênio (H2S), em uma bigorna de diamantes até 1,6 milhão de vezes à pressão atmosférica, o suficiente para que sua resistência à passagem da corrente elétrica desaparecesse a – 69,5 °C. A experiência bateu o recorde de "supercondutor de alta temperatura" que era – 110 °C, obtido com materiais cerâmicos complexos. Assinale a afirmação abaixo que justifica corretamente o fato de o sulfeto de hidrogênio ser um gás na temperatura ambiente e pressão atmosférica, e a água ser líquida nas mesmas condições. a) O sulfeto de hidrogênio tem uma massa molar maior que a da água. b) O sulfeto de hidrogênio tem uma geometria molecular linear, enquanto a água tem uma geometria molecular angular. c) O sulfeto de hidrogênio é mais ácido que a água. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 95 107 d) A ligação S–H é mais forte que a ligação O–H. e) As ligações de hidrogênio intermoleculares são mais fortes com o oxigênio do que com o enxofre. Comentário: Julgando os itens, tem-se: a) errado. Quanto maior a massa molar, maior a temperatura de ebulição. Porém, a água apresenta maior temperatura de ebulição do que o sulfeto de hidrogênio. A justificativa é a interação intermolecular. A água, por meio das ligações de hidrogênio, interage mais fortemente entre suas moléculas do que o sulfeto de hidrogênio, por meio das interações dipolo-dipolo. b) errado. As duas moléculas são angulares. c) errado. O caráter ácido não influência na temperatura de ebulição. d) errado. A mudança de estado físico é determinada pela interação entre as moléculas. As ligações S-H e O-H são ligações intramoleculares, ou seja, dentro da molécula. e) certo. As ligações de hidrogênio da água são mais fortes do que a interação dipolo- dipolo do enxofre com o hidrogênio. Gabarito: E 32. (ENEM/2016) O aquecimento de um material por irradiação com micro-ondas ocorre por causa da interação da onda eletromagnética com o dipolo elétrico da molécula. Um importante atributo do aquecimento por micro-ondas é a absorção direta da energia pelo material a ser aquecido. Assim, esse aquecimento é seletivo e dependerá, principalmente, da constante dielétrica e da frequência de relaxação do material. O gráfico mostra a taxa de aquecimento de cinco solventes sob irradiação de micro-ondas. BARBOZA, A. C. R. N. et al. Aquecimento em forno de micro-ondas. Desenvolvimento de alguns conceitos fundamentais. Química Nova, n. 6, 2001 (adaptado). No gráfico, qual solvente apresenta taxa média de aquecimento mais próxima de zero, no intervalo de 0 s a 40 s? Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 96 107 a) H2O b) CH3OH c) CH3CH2OH d) CH3CH2CH2OH e) CH3CH2CH2CH2CH2CH3 Comentário: Segundo o texto o aquecimento de um material por irradiação é provocado pela interação da onda eletromagnética e do dipolo da molécula, ou seja, quanto mais polar a molécula, maior a taxa de aquecimento dela. Portanto, a molécula menos polar, apresentará menor taxa de aquecimento. A única molécula apolar é o hidrocarboneto do item e. As moléculas dos itens a, b, c e d são todas polares e apresentam ligação de hidrogênio. Gabarito: E 33. (ESCS DF/2015) O DNA apresenta uma estrutura primária semelhante à do RNA, com algumasmodificações. Por exemplo, no RNA as bases nitrogenadas são a adenina, a guanina, a citosina e a uracila; no DNA, tem-se a ocorrência da timina em vez da uracila. Além disso, o DNA possui uma estrutura secundária em forma de dupla hélice de cordões de ácido nucleico. Nessa estrutura, conforme figura I, abaixo, cada porção das moléculas de adenina (A) e de guanina (G) de um cordão liga-se, por meio de ligações de hidrogênio, à porção de uma molécula de timina (T) e de citosina (C), respectivamente, do outro cordão. Na figura II, são apresentadas as moléculas de adenina e de timina. Considerando que as ligações de hidrogênio são indicadas por linhas tracejadas, assinale a opção que melhor representa a ocorrência dessas ligações entre as porções de moléculas de adenina e timina no DNA. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 97 107 a) b) c) d) Comentário: A ligação de hidrogênio é identificada quando um átomo de hidrogênio ligado a um átomo de flúor, oxigênio ou nitrogênio interage com o flúor, nitrogênio ou oxigênio de outra molécula. As moléculas A, B e D posicionaram erradamente, para realizar a ligação de hidrogênio, o hidrogênio que estava ligado ao carbono. Gabarito: C Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 98 107 34. (UDESC SC/2012) As principais forças intermoleculares presentes na mistura de NaC em água; na substância acetona(CH3COCH3) e na mistura de etanol (CH3CH2OH) em água são, respectivamente: a) dipolo-dipolo; dipolo-dipolo; ligação de hidrogênio. b) dipolo-dipolo; íon-dipolo; ligação de hidrogênio. c) ligação de hidrogênio; íon-dipolo; dipolo-dipolo. d) íon-dipolo; dipolo-dipolo; ligação de hidrogênio. e) íon-dipolo; ligação de hidrogênio; dipolo-dipolo. Comentário: O cloreto de sódio é um composto iônico que, quando dissolvido em água, interagem por meio da interação íon-dipolo. A acetona é uma molécula polar e as interações intermoleculares presentes nessa substância são do tipo dipolo-dipolo. A acetona não apresenta hidrogênio ligado ao oxigênio. C O CH3H3C O etanol apresenta hidrogênio ligado ao átomo de oxigênio, portanto a interação entre suas moléculas é do tipo ligação de hidrogênio. OH H2C H3C Gabarito: D 35. (Fac. Israelita de C. da Saúde Albert Einstein SP/2017) A temperatura de fusão de compostos iônicos está relacionada à energia reticular, ou seja, à intensidade da atração entre cátions e ânions na estrutura do retículo cristalino iônico. A força de atração entre cargas elétricas opostas depende do produto das cargas e da distância entre elas. De modo geral, quanto maior o produto entre os módulos das cargas elétricas dos íons e menores as distâncias entre os seus núcleos, maior a energia reticular. Considere os seguintes pares de substâncias iônicas: I. MgF2 e MgO II. KF e CaO III. LiF e KBr As substâncias que apresentam a maior temperatura de fusão nos grupos I, II e III são, respectivamente, Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 99 107 a) MgO, CaO e LiF. b) MgF2, KF e KBr. c) MgO, KF e LiF. d) MgF2, CaO e KBr. Comentário: Os critérios estabelecidos pela questão para os maiores valores de temperatura de fusão e ebulição foram: produto dos módulos das cargas dos íons e menor distância entre os raios dos íons. Analisando as opções de cada item, tem-se: I. O composto que apresenta maior temperatura de fusão é o MgO, pois apresenta maior produto das cargas ( |+2| ·|-2| = 4). II. O composto que apresenta maior temperatura de fusão é o CaO, pois apresenta maior produto das cargas ( |+2| ·|-2| = 4). III. Os dois compostos apresentam o mesmo produto das cargas de seus íons, porém os íons lítio e flúor apresentam menores raios iônicos. Gabarito: A 36. (UNIFOR CE/2016) As propriedades dos materiais, tais como estado físico (sólido, líquido ou gasoso), os pontos de fusão e ebulição, condutividade elétrica, entre outras, devem-se em grande parte ao tipo de ligação química formada. Considere os seguintes materiais abaixo: I. Cloro II. Ferro III. Cloreto de sódio IV. Diamante V. Platina A opção que contém a correlação correta entre o material e o tipo de ligação envolvido é : a) iônica – covalente – iônica – metálica e metálica. b) metálica – iônica – covalente – iônica e iônica. c) covalente – iônica – metálica – iônica e covalente. d) iônica – iônica – covalente – covalente – metálica e metálica e) covalente – metálica – iônica – covalente – metálica. Comentário: Os materiais apresentados são: I. Cloro – C2 – substância molecular – ligação covalente. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 100 107 II. Ferro – Fe – substância metálica – ligação metálica. III. Cloreto de sódio – NaC – substância iônica – ligação iônica. IV. Diamante – C – substância covalente – ligação covalente. V. Platina – Pt – substância metálica – ligação metálica. Gabarito: E 37. (FAMERP SP/2016) Ureia, CO(NH2)2, e sulfato de amônio, (NH4)2SO4, são substâncias amplamente empregadas como fertilizantes nitrogenados. Comparando-se as duas substâncias quanto às ligações químicas presentes em suas estruturas, é correto afirmar que a) a ureia apresenta apenas ligações iônicas e o sulfato de amônio, ligações covalentes e iônicas. b) o sulfato de amônio apresenta apenas ligações iônicas e a ureia, ligações covalentes e iônicas. c) ambas possuem apenas ligações covalentes. d) ambas possuem apenas ligações iônicas. e) a ureia apresenta apenas ligações covalentes e o sulfato de amônio, ligações covalentes e iônicas. Comentário: Julgando os itens, tem-se: Ureia – CO(NH2)2 – substância molecular – somente ligação covalente. Sulfato de amônio – (NH4)2SO4 – substância iônica – ligação iônica entre NH4+ e SO42- - ligação covalente entre os átomos dentro dos íons. Gabarito: E 38. (FCM MG/2016) Observe algumas características das substâncias CO2 (g), SiO2 (s) e CS2 (), não respectivamente: Analisando a tabela e identificando I, II e III, assinale a afirmativa FALSA. a) A densidade do líquido II diminui com um aumento da temperatura. b) A espécie covalente III apresenta unidade estrutural com três átomos. c) As interações intermoleculares são mais eficientes na espécie II. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 101 107 d) As substâncias moleculares I e II apresentam suas geometrias lineares. Comentário: A partir dos valores de temperatura de ebulição, conclui-se que: I. é gasoso à temperatura ambiente, logo, é o CO2. II. é sólido à temperatura ambiente, mas apresenta baixo valor de ebulição, portanto, é o CS2. O CS2 é formado por moléculas apolares, que apresentam baixa interação intermolecular. III. é sólido e apresenta alto valor de temperatura de fusão, portanto, é o material covalente SiO2. Julgando os itens, tem-se: a) certo. Quanto maior a temperatura, maior agitação das partículas e, portanto, maior a separação entre as partículas. b) errado. Unidade estrutural com três átomos quer dizer molécula triatômica. O SiO2 forma um retículo cristalino covalente, ou seja, todos os átomos estão ligados por ligação covalente em uma espécie de rede. c) certo. Interações intermoleculares só existem nos compostos I e II porque o composto III é covalente. Entre os compostos I e II, aquele que apresenta maior valor de temperatura de ebulição, logo, maior a interação intermolecular é o composto II. d) certo. Tanto o CO2 e CS2 são lineares. C OO C SS Gabarito: B 39. (UNESP SP/2015)No ano de 2014, o Estado de São Paulo vive uma das maiores crises hídricas de sua história. A fim de elevar o nível de água de seus reservatórios, a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (Sabesp) contratou a empresa ModClima para promover a indução de chuvas artificiais. A técnica de indução adotada, chamada de bombardeamento de nuvens ou semeadura ou, ainda, nucleação artificial, consiste no lançamento em nuvens de substâncias aglutinadoras que ajudam a formar gotas de água. (http://exame.abril.com.br. Adaptado.) Além do iodeto de prata, outras substâncias podem ser utilizadas como agentes aglutinadores para a formação de gotas de água, tais como o cloreto de sódio, o gás carbônico e a própria água. Considerando o tipo de força interatômica que mantém unidas as espécies de cada agente aglutinador, é correto classificar como substância molecular: a) o gás carbônico e o iodeto de prata. b) apenas o gás carbônico. c) o gás carbônico e a água. d) apenas a água. e) a água e o cloreto de sódio. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 102 107 Comentário: Gás carbônico – CO2 – substância molecular. Água – H2O – substância molecular. Iodeto de prata – AgI – substância iônica (metal + ametal). Cloreto de sódio – NaC – substância iônica (metal + ametal). Gabarito: C 40. (UEM PR/2012) Assinale a(s) alternativa(s) correta(s) com relação ao preenchimento da tabela abaixo, com respostas de acordo com as colunas I, II, III e IV, respectivamente. 01. Iodo: iônica, líquido, não, não. 02. Metano: metálica, sólido, não, sim. 04. Etanol: covalente, líquido, não, não. 08. Platina: metálica, sólido, sim, não. 16. Cloreto de lítio: iônica, sólido, não, sim. Comentário: Iodo – I2 – substância molecular com ligações covalentes dentro das moléculas – não conduz corrente elétrica e é sólido a temperatura ambiente. Metano – CH4 – substância molecular com ligações covalentes dentro das moléculas – não conduz corrente elétrica e é gás a temperatura ambiente. Etanol – C2H5OH – substância molecular com ligações covalentes dentro das moléculas – não conduz corrente elétrica e é líquido a temperatura ambiente. Platina – Pt – substância metálica com ligação metálica entre os átomos metálicos – conduz corrente elétrica nos estados sólido e líquido e é sólido a temperatura ambiente. Cloreto de lítio – LiC – substância iônica com ligação iônicas entre os íons – não conduz corrente elétrica no estado sólido, conduz corrente elétrica quando fundido e é sólido a temperatura ambiente. Gabarito: 20 Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 103 107 41. (UFMG/2009) Certo produto desumidificador, geralmente encontrado à venda em supermercados, é utilizado para se evitar a formação de mofo em armários e outros ambientes domésticos. A embalagem desse produto é dividida, internamente, em dois compartimentos – um superior e um inferior. Na parte superior, há um sólido branco iônico – o cloreto de cálcio, CaCl2. Algum tempo depois de a embalagem ser aberta e colocada, por exemplo, em um armário em que há umidade, esse sólido branco desaparece e, ao mesmo tempo, forma-se um líquido incolor no compartimento inferior. As duas situações descritas estão representadas nestas figuras: Considerando-se essas informações e outros conhecimentos sobre os materiais e os processos envolvidos, é CORRETO afirmar que a) o CaC2 passa por um processo de sublimação. b) o CaC2 tem seu retículo cristalino quebrado. c) o líquido obtido tem massa igual à do CaC2. d) o líquido obtido resulta da fusão do CaC2. Comentário: Julgando os itens, tem-se: a) errado. O CaC2 é um composto iônico, logo, apresenta elevada temperatura de ebulição. b) certo. O CaC2 é um composto iônico, logo, é duro e quebradiço. c) errado. O líquido incolor obtido é resultado do cloreto de cálcio e as moléculas de água absorvidas do meio. Portanto, a massa do líquido é maior que a do sólido. d) errado. O líquido incolor obtido é resultado do cloreto de cálcio e as moléculas de água absorvidas do meio. Gabarito: B 42. (UFRN/2009) O sódio é uma substância extremamente reativa e perigosa, podendo pegar fogo em contato com o ar: Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 104 107 e reagir violentamente com a água: É um elemento químico considerado essencial à vida humana. Quando combinado a outras substâncias, é utilizado, por exemplo, na produção de papel, de sabão e no tratamento de águas. As estruturas das espécies sódio, água e hidrogênio, da reação (3), podem ser representadas, respectivamente, por: a) b) c) d) Comentário: Sódio – substância metálica – retículo cristalino metálico. Água – substância molecular – formado por moléculas de H2O (três átomos e dois elementos químicos) que apresentam geometria angular. Hidrogênio – substância molecular – formado por moléculas de H2 (dois átomos e um elemento químico) que apresentam geometria linear. As interpretações das ilustrações de cada item são: a) átomos isolados de sódio ou sódio vapor; não podem ser moléculas de água, porque são lineares; moléculas de H2. b) átomos isolados de sódio ou sódio vapor; moléculas de água; átomos de H. c) retículo cristalino de sódio; não podem ser moléculas de água, porque são lineares; átomos de hidrogênio. d) retículo cristalino de sódio; moléculas de água; molécula de H2. Gabarito: D Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 105 107 43. (FGV SP/2008) Na tabela são fornecidas as células unitárias de três sólidos, I, II e III. A temperatura de fusão do sólido III é 1772ºC e a do sólido II é bem superior ao do sólido I. Quando dissolvido em água, o sólido I apresenta condutividade. Pode-se concluir que os sólidos I, II e III são, respectivamente, sólidos a) covalente, iônico e metálico. b) iônico, covalente e metálico. c) iônico, molecular e metálico. d) molecular, covalente e iônico. e) molecular, iônico e covalente. Comentário: O composto I apresenta condutividade elétrica quando dissolvido em água, portanto, é um composto iônico. Segundo as opções, resta distinguir o composto metálico do covalente. Os compostos covalentes apresentam temperatura de ebulição maiores que os compostos metálicos. Gabarito: B 44. (UNIFESP SP/2006) A tabela apresenta algumas propriedades medidas, sob condições experimentais adequadas, dos compostos X, Y e Z. A partir desses resultados, pode-se classificar os compostos X, Y e Z, respectivamente, como sólidos a) molecular, covalente e metálico. b) molecular, covalente e iônico. c) covalente, molecular e iônico. d) covalente, metálico e iônico. e) iônico, covalente e molecular. Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 106 107 Comentário: O composto X é macio, não conduz corrente elétrica e apresenta moderada temperatura de fusão, portanto, é uma substância molecular. O composto Y é duro e não conduz corrente elétrica na fase líquida, além de apresentar elevada temperatura de fusão, portanto, é um composto covalente. O composto Z conduz corrente elétrica no estado líquido, porém não conduz no estado sólido, portanto, é uma substância iônica. Gabarito: B 11. Considerações Finais das Aulas Aeewww!!!! Mais uma aula finalizada com sucesso! Parabéns! A linha de chegada está cada vez mais próxima. Esforço, hoje; comemoração, amanhã. Agora é hora de dar aquela relaxada. Respirar fundo e continuar os estudos, ok? Lembre-se que no futuro você vaidizer: “não foi fácil, mas eu consegui!”. Eu sei que vai. O caminho é longo, mas não desista, ok?! Simbora!!! “Os ideais que iluminaram o meu caminho são a bondade, a beleza e a verdade.” Albert Einstein 12. Referências Figura 1 – Unsplash. Disponível em https://unsplash.com/photos/luPOnViYl7I . Acesso em 21 de março de 2019. Figura 2 – Wikimedia. Disponível em https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9c/Surface_Tension_01.jpg/1920px- Surface_Tension_01.jpg . Acesso em 21 de março de 2019. Figura 3 – Unsplash. Disponível em https://unsplash.com/photos/orng-mDXPnk . Acesso em 22 de março de 2019. Figura 4 – Wikipedia. Disponível em https://pt.wikipedia.org/wiki/Xilema#/media/File:Celery_cross_section.jpg . Acesso em 22 de março de 2019. https://www.pensador.com/autor/napoleon_hill/ Professor Prazeres Aula 04: Fuvest 2021 Aula 04 – Geometria e Interações www.estrategiavestibulares.com.br 107 107 Figura 5 – Wikipedia. Disponível em https://it.wikipedia.org/wiki/Menisco_(fisica)#/media/File:Menisco_18mL-2.jpg . Acesso em 22 de março de 2019. Figura 6 – Shutterstock. Disponível em https://www.shutterstock.com/pt/image-photo/small- glass-container-containing-mercury-63559267 . Acesso em 22 de março de 2019. Figura 7 – Shutterstock. Disponível em https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/illustration- chemistry-carbon-capable-forming-many-1242683860 . Acesso em 25 de março de 2019. Figura 8 – Unsplash. Disponível em https://unsplash.com/photos/v6uiP2MD6vs. Acesso em 25 de março de 2019. Figura 8 – Unsplash. Disponível em https://unsplash.com/photos/CEeoDFpVxxw Acesso em 25 de março de 2019. Figura 8 – Unsplash. Disponível em https://unsplash.com/photos/5AiWn2U10cw Acesso em 25 de março de 2019. Figura 8 – Unsplash. Disponível em https://unsplash.com/photos/dyaxQ-aoGWY Acesso em 25 de março de 2019. Figura 9 – Wikipedia. Disponível em https://pt.wikipedia.org/wiki/Rede_de_Bravais#/media/File:Redes_de_Bravais.png . Acesso em 25 de março de 2019. Folha de versão 03/02/2020 – versão 1 Introdução 1. Geometria Molecular. VSEPR. Analisando os ângulos das moléculas. Arranjo eletrônico. Quadro resumo. 2. Polaridade. Polaridade das ligações. Polaridade das moléculas. 3. Interações Intermoleculares. Dipolo Induzido-Dipolo Induzido Dipolo-Dipolo. Ligação de hidrogênio. Outras Interações Entre Partículas. Temperaturas de Fusão e Ebulição. Solubilidade. 4. Retículos Cristalinos Retículo cristalino metálico. Retículo cristalino iônico. Retículo cristalino molecular. Retículo cristalino covalente. 5. Questões Fundamentais 6. Já Caiu na Fuvest 7. Já Caiu Nos Principais Vestibulares Geometria molecular. Polaridade. Interações intermoleculares. Retículos cristalinos. 8. Gabarito Sem Comentários 9. Resoluções Das Questões Fundamentais 10. Questões Resolvidas E Comentadas 11. Considerações Finais das Aulas 12. Referências