Estudo-Dirigido-QUiM..
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NOME: DATA: _____/____/2012<br />
SÉRIE: 1º ANO – ENSINO MÉDIO TURMA: ______<br />
DISCIPLINA: QUÍMICA TURNO: ________________<br />
PROFESSOR: LUIZ AMORIM RECUPERAÇÃO PARALELA<br />
ESTUDO DIRIGIDO<br />
RETOMADA DO CONHECIMENTO<br />
OS ÁTOMOS E SUAS INTERAÇÕES<br />
INTERAÇÕES INTERATÔMICAS<br />
Ao estudar a classificação periódica dos elementos químicos, verificamos que os átomos tendem<br />
a adquirir a configuração eletrônica de um gás nobre no intuito de possuírem a mesma estabilidade<br />
deles. Como cada gás nobre possui 8 elétrons na camada de valência (exceto o Hélio, He, que só<br />
possui 2), ao perder ou receber elétrons o átomo, que antes era neutro torna-se eletricamente<br />
carregado, seja positivamente, seja negativamente. Entretanto, nem sempre ocorre uma perda ou<br />
recebimento efetivo de elétrons, devido à característica de cada tipo de ligação e de cada tipo de<br />
elemento que participa dela (metal ou ametal). Portanto, podemos encontrar ligações químicas entre<br />
metais e ametais, entre metais apenas e entre ametais apenas. Cada<br />
uma com características bastante peculiares, conforme veremos a<br />
seguir.<br />
A formação de uma interação interatômica pressupõe a<br />
aproximação entre os átomos e esta só ocorre com o aumento da<br />
força de atração entre eles. Para tanto, os prótons presentes no<br />
núcleo de um dos átomos atrai os elétrons da eletrosfera do outro<br />
átomo, até se atingir uma mínima distância entre eles. Nesse<br />
momento ocorre a formação da ligação química e essa mínima<br />
distância nada mais é do que o tamanho da ligação formada. Toda<br />
ligação se processa com liberação de energia, pois os átomos, para<br />
adquirirem a estabilidade necessitam também, diminui a energia<br />
interna. Podemos, então representar a formação de uma ligação<br />
genérica através de um gráfico de energia potencial (Ep):<br />
LIGAÇÃO IÔNICA (ELETROVALENTE)<br />
Como o próprio nome diz, a ligação química "iônica" ocorre entre<br />
íons, positivos e negativos. Sabemos que os metais têm grande<br />
tendência em perder elétrons, uma vez que possuem energia de<br />
ionização bastante baixa. Em compensação, os ametais possuem uma<br />
afinidade eletrônica bem elevada, o que permite aos ametais possuírem<br />
grande tendência em receber elétrons.<br />
Os metais, ao perderem elétrons, transformam-se em íons<br />
positivos (cátion). Os ametais ao receberem os elétrons perdidos pelos<br />
metais, transformam-se em íons negativos (ânions). Assim, uma espécie<br />
química positiva (metal) passa a atrair a espécie química negativa<br />
(ametal) e vice-versa. Nesse momento ocorre, então, a formação da<br />
ligação iônica, que nada mais é do que uma atração eletrostática<br />
ocorrida entre cátions e ânions.<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>Dirigido</strong>/Química/II trimestre/1ºEM/2012 1
Como a principal característica dessa ligação é a atração eletrostática, acontece que os cátions<br />
podem atrair vários ânions ao seu redor e cada ânion, por sua vez, pode atrair vários cátions, formando<br />
uma rede cristalina bem organizada e bastante rígida, devido à grande força de atração entre os cátions<br />
e os ânions.<br />
Devido a essa força de atração forte, os compostos iônicos são encontrados na temperatura<br />
ambiente na fase sólida, necessitando de uma elevada temperatura para fundi-los. Contudo, apesar de<br />
serem duros, são também bastante quebradiços pois, se deslocarmos os íons na rede cristalina ocorre<br />
que íon de mesma carga elétrica podem aproximarem-se uns dos outros, havendo ocorrência da força<br />
de repulsão e conseqüente quebra do arranjo cristalina (quebra do cristal iônico). Essa atração também<br />
impede que os compostos iônicos, na fase sólida, conduzam corrente elétrica (cargas elétricas em<br />
movimento ordenado), pois não é permitida a mobilidade dos íons na rede cristalina. Entretanto, ao<br />
ocorrer a fusão, os íons se separaram e adquirem a mobilidade necessária para o transporte da<br />
corrente elétrica. De tudo o que expomos, podemos sintetizar as principais características dos<br />
compostos iônicos assim:<br />
Na temperatura ambiente são duros e quebradiços.<br />
Na fase sólida não conduzem corrente elétrica, entretanto, quando fundidos ou dissolvidos a fazem.<br />
Possuem elevada temperatura de fusão e de ebulição.<br />
REPRESENTANDO UM COMPOSTO IÔNICO ATRAVÉS DE FÓRMULAS<br />
FÓRMULA ELETRÔNICA<br />
Nesse tipo de fórmula indica-se apenas os elétrons da<br />
camada de valência e com uma seta aponta-se para o<br />
átomo que irá receber esse elétron.<br />
FÓRMULA IÔNICA (ÍON-FÓRMULA)<br />
Como o próprio nome diz, representa-se apenas os íons<br />
entre colchetes, com a quantidade relativa de cada<br />
um na formação do cristal iônico.<br />
FÓRMULA MÍNIMA<br />
Indica a menor proporção entre os íons. Nessa<br />
representação não indica-se a carga elétrica de<br />
nenhum dos íons, apenas a quantidade relativa deles.<br />
LIGAÇÃO METÁLICA<br />
Diferentemente da ligação iônica que ocorre entre íons positivos<br />
e negativos, a ligação metálica só ocorre entre metais.<br />
Nesse tipo de ligação química temos átomos que tendem a<br />
perder elétrons, os elétrons de valência, e ao ocorrer tal perda,<br />
transformam-se em cátions. Como diminuem de tamanho aproximamse<br />
uns dos outros num arranjo cristalino, sendo que ao redor desse<br />
aglomerado de cátions estarão os elétrons que antes pertenciam à<br />
camada de valência de cada um. Esse amontoado de elétrons<br />
circundando os cátions recebe o nome de "mar de elétrons livres" ou<br />
"nuvem de elétrons livres". É devido a essa nuvem de elétrons livres<br />
que ocorre a estabilização da estrutura metálica, funcionando como<br />
uma cola que une os cátions do cristal metálico.<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>Dirigido</strong>/Química/II trimestre/1ºEM/2012 2
Ao representar um cristal metálico formado por átomos iguais, o mais sensato seria escrever Fen,<br />
Cun, etc. uma vez que a substância metálica é constituída por um número infindável ( n ) de átomos<br />
metálicos. Por simplificação, representa-se um metal apenas por seu símbolo: Fe, Cu, etc.<br />
Há substâncias metálicas formadas por metais diferentes e recebem o nome de LIGAS<br />
METÁLICAS. As principais ligas metálicas são:<br />
LIGA METÁLICA CONSTITUIÇÃO<br />
Latão 67% de Cobre (Cu) + 33% de Zinco (Zn)<br />
Bronze 90% de Cobre (Cu) + 10% de Estanho (Sn)<br />
Ouro Branco Ouro (Au) + Níquel (Ni/20 a 50%)<br />
Ouro 18 quilates 18g Ouro + 6g de Prata ou Cobre<br />
Ouro 12 quilates 12g de Ouro + 12g de Prata ou Cobre<br />
Aço Carbono 98% de Ferro + 2% de C<br />
Aço Inox 74% de aço carbono + 18 % de Cr + 8% de Ni<br />
Ímã 63% de Fe + 20% de Ni + 12% de Al + 5% Co<br />
Amálgama Dental Hg + outros metais como Sn, Ag, Cu, Cd<br />
Solda Elétrica 67% de Pb + 33% de Sn<br />
Independente de ser uma substância metálica formada por um único elemento metálico, ou mais<br />
de um, a estrutura do mar de elétrons livres oferece à substância uma elevada capacidade em conduzir<br />
corrente elétrica e também calor. Óbvio que é devido à grande mobilidade dos elétrons livres. Essas<br />
substâncias podem ser moles ou duras, porém, contrastando com as substâncias iônicas, não são de<br />
todo quebradiças, pois ao se deslocar alguns cátions do cristal, o mar de elétrons estabiliza-os<br />
novamente, não ocorre repulsão imediata.<br />
As substâncias metálicas são estáveis em conformidade com o cristal que conseguem formar e<br />
por isso possuem elevadas temperaturas de fusão, como as substâncias iônicas.<br />
LIGAÇÃO COVALENTE<br />
A ligação tida como covalente ocorre entre átomos ametálicos, onde cada um dos átomos<br />
participantes contribui com um elétron para que a ligação ocorra.<br />
1/1ª<br />
H 13/3A 14/4A 15/5A 16/6A 17/7A<br />
ELEMENTOS<br />
QUE SE LIGAM<br />
POR LIGAÇÃO<br />
COVALENTE<br />
B C N O F<br />
Si P S Cl<br />
Ge As Se Br<br />
Sb Te I<br />
Po At<br />
Os ametais, como já vimos, têm uma afinidade eletrônica muito grande, por isso tendem a receber<br />
elétrons de outros átomos no intuito de se chegar à estabilidade de um gás nobre. Ao aproximarem-se<br />
átomos ametálicos uns dos outros ocorre um certo compartilhamento de elétrons entre eles,<br />
ocasionando a formação de uma ligação, a ligação covalente. Essa ligação tem por principal<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>Dirigido</strong>/Química/II trimestre/1ºEM/2012 3
característica a sociedade dos átomos para com o par de elétrons, isto é, a covalência. Observe a<br />
formação da ligação covalente nas substâncias abaixo e a maneira de representá-la (fórmulas):<br />
FÓRMULA<br />
MOLECULAR<br />
H2<br />
FÓRMULA<br />
MOLECULAR<br />
O2<br />
N2<br />
HCl<br />
CO2<br />
H2O<br />
NH3<br />
FÓRMULA<br />
ELETRÔNICA LEWIS)<br />
FÓRMULA<br />
ELETRÔNICA (LEWIS)<br />
FÓRMULA<br />
ESTRUTURAL<br />
1 ligação covalente<br />
simples<br />
FÓRMULA<br />
ESTRUTURAL<br />
1 ligação covalente<br />
dupla<br />
1 ligação covalente<br />
tripla<br />
1 ligação covalente<br />
simples<br />
2 ligações valentes<br />
duplas<br />
2 ligações covalentes<br />
simples<br />
3 ligações covalentes<br />
simples<br />
Existe um tipo especial de ligação covalente, denominada de ligação covalente coordenada.<br />
Nela, a contribuição do par de elétrons para a formação da ligação covalente provém de apenas um dos<br />
átomos. A ligação formada é igual a uma ligação covalente normal, a diferença ocorre somente na<br />
origem dos elétrons. Até mesmo a representação dessa ligação numa fórmula estrutural é feita por um<br />
traço simples e não através de setas. Observe a representação da molécula de SO2:<br />
Enxofre (S) e Oxigênio (O) são da família 16/6A da tabela periódica, possuem 6 elétrons de<br />
valência, necessitando receber 2 elétrons para se chegar à estabilidade de um gás nobre. Para<br />
tanto, compartilham 2 pares de elétrons:<br />
Note que com esse compartilhamento ambos ficaram estáveis, com oito elétrons em suas<br />
eletrosferas. Contudo, não desejamos a representação do SO e sim do SO2. Portanto, outro<br />
oxigênio deverá se ligar ao enxofre. Fazendo uma ligação covalente normal, onde cada átomo<br />
contribui com 1 elétron na ligação, haverá a necessidade do enxofre oferecer mais 2 elétrons ao<br />
outro oxigênio. Isso levará o enxofre a ficar com 10 elétrons na última camada. Assim, o enxofre<br />
"oferece" um par "inteiro" de elétrons ao outro oxigênio, provocando a formação da ligação<br />
covalente coordenada.<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>Dirigido</strong>/Química/II trimestre/1ºEM/2012 4
ESQUEMA COMPARATIVO ENTRE AS INTERAÇÕES ATÔMICAS (LIGAÇÕES QUÍMICAS)<br />
Ligação Iônica Ligação Covalente Ligação Metálica<br />
Ocorre entre Metais e Ametais Ametais Metais<br />
Principal<br />
Característica<br />
da Ligação<br />
Características<br />
da Substância<br />
Atração eletrostática entre<br />
íons positivos (cátions) e<br />
negativos (ânions),<br />
formando uma rede<br />
cristalina.<br />
Em geral, têm<br />
temperaturas de fusão e<br />
de ebulição altas.<br />
São sólidas à temperatura<br />
ambiente.<br />
São duras e quebradiças.<br />
Conduzem corrente<br />
elétrica na fase líquida ou<br />
dissolvidas.<br />
Compartilhamento de<br />
elétrons entre ametais, onde<br />
cada átomo participante da<br />
ligação contribui com 1<br />
elétron, ou dois, no caso da<br />
ligação covalente<br />
coordenada.<br />
Em geral, baixas<br />
temperaturas de fusão e<br />
de ebulição.<br />
Podem ser encontradas<br />
na forma sólida, líquida<br />
ou gasosa, na<br />
temperatura ambiente.<br />
Pobre condução de<br />
corrente elétrica, quando<br />
puras.<br />
EXERCÍCIOS INTERAÇÕES ATÔMICAS (LIGAÇÕES QUÍMICAS)<br />
Formação de cátions<br />
envoltos por uma nuvem de<br />
elétrons livres.<br />
Em geral, têm<br />
temperaturas de fusão e<br />
de ebulição altas.<br />
São sólidas à temperatura<br />
ambiente, exceto o<br />
mercúrio (Hg), que é<br />
líquido.<br />
São maleáveis (pode-se<br />
dobrar).<br />
Conduzem corrente<br />
elétrica na fase sólida ou<br />
fundida.<br />
1. O ferro sólido e o cloreto de sódio fundido conduzem corrente elétrica. O que há no ferro e no sal<br />
que explicam tal comportamento?<br />
2. Quando H recebe um elétron e se transforma em ânion, podemos dizer que o hidrogênio passa a<br />
ser hélio? Por quê?<br />
3. O número de massa (A) do 27 Al se altera quando ele se transforma em Al 3+ ? Por quê?<br />
4. (UFPR) Um elemento metálico forma um sulfeto de fórmula M2S3. A fórmula de seu cloreto será:<br />
a) MCl2.<br />
b) MCl.<br />
c) MCl3.<br />
d) MCl4.<br />
5. (FAAP-SP) Sabendo que o elemento E pertence ao subgrupo 2A e que o elemento D pertence ao<br />
subgrupo 7A, escreva a fórmula do composto constituído por E e D e a natureza da ligação entre<br />
eles.<br />
6. (F. M. SANTA CASA-SP) Átomos neutros representados por 7 3X ao se unirem a átomos de flúor<br />
formam o composto iônico de fórmula:<br />
a) XF.<br />
b) XF3.<br />
c) X2F7.<br />
d) X2F3.<br />
e) X2F.<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>Dirigido</strong>/Química/II trimestre/1ºEM/2012 5
7. (UFPA) Sejam os elementos X com 53 elétrons e Y com 38 elétrons. Depois de fazermos a sua<br />
distribuição eletrônica, podemos afirmar que o composto mais provável formado pelo elementos é:<br />
a) YX2.<br />
b) Y3X2.<br />
c) Y2X3.<br />
d) Y2X.<br />
e) YX.<br />
8. Num composto, sendo A o cátion e B o ânion, e a fórmula A3B2, provavelmente os átomos A e B, no<br />
estado fundamental tenham os seguintes números de elétrons periféricos:<br />
A B<br />
a) 3 2<br />
b) 2 3<br />
c) 2 5<br />
d) 3 6<br />
e) 5 6<br />
9. (Mackenzie-SP) Átomos do elemento Y, que apresenta a distribuição eletrônica 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 :<br />
a) Têm número de massa igual a 16.<br />
b) Formam o íon Y 2- .<br />
c) Formam, com o alumínio, que pertence à família do boro, o composto Al3Y2.<br />
d) Pertencem à família do carbono.<br />
e) Apresentam cinco níveis de energia.<br />
10. (UFRS) As espécies químicas N 3- , O 2- , F 1- , Ne, Na 1+ , Mg 2+ :<br />
I. Constituem uma série isoeletrônica.<br />
II. Apresentam átomo e íons de mesmo raio.<br />
III. Apresentam elétrons celibatários. (Nota do autor: Celibatário = desemparelhado).<br />
IV. Apresentam a configuração eletrônica 1s 2 2s 2 2p 6 .<br />
Estão corretas as afirmações:<br />
a) I e II.<br />
b) I e III.<br />
c) I e IV.<br />
d) II e III.<br />
e) II e IV.<br />
11. (PUC-RS) Responda esta questão a partir da tabela a seguir, que apresenta os raios atômicos e<br />
iônicos de alguns elementos genéricos:<br />
Elementos Genéricos<br />
I II III IV<br />
Atômico 1,5 0,6 1,0 2,0<br />
(ângstron) 7 6 6 3<br />
Raio<br />
Iônico<br />
(ângstron)<br />
0,9<br />
5<br />
1,4<br />
0<br />
1,7<br />
4<br />
1,3<br />
3<br />
O exame da tabela mostra que, nesses casos, formam ânions os elementos genéricos:<br />
a) I e II.<br />
b) I e III.<br />
c) I e IV.<br />
d) II e III.<br />
e) III e IV.<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>Dirigido</strong>/Química/II trimestre/1ºEM/2012 6
12. (ACAFE-SC) Num cristal de NaCl, a menor distância entre os núcleos dos íons Na + e Cl - é 2,76<br />
ângstrons e a distância entre os dois cloretos que se encostam é 3,62 ângstrons.<br />
Portanto, o raio do íon sódio é em ângstrons):<br />
a) 2,76.<br />
b) 0,95.<br />
c) 3,62.<br />
d) 0,86.<br />
e) 6,38.<br />
13. (F. M. SANTA CASA-SP) Por compartilhamento de elétrons, muitos átomos adquirem eletrosferas<br />
iguais às dos gases nobres. Isto acontece com todos os átomos representados na fórmula:<br />
a) O - F.<br />
b) O = F.<br />
c) F = O = F.<br />
d) F - O - F.<br />
e) O - F - O.<br />
14. (F. M. SANTA CASA-SP) Qual das fórmulas abaixo é prevista para o composto formado por átomos<br />
de fósforo e flúor, considerando o número de elétrons da camada de valência de cada átomo?<br />
a)<br />
b)<br />
c)<br />
d)<br />
e)<br />
Na +<br />
Cl -<br />
Cl -<br />
2,76 3,62<br />
15. (ACAFE-SC) Qual o número de ligações coordenadas nas moléculas de H2SO4, H3PO4 e SO2,<br />
respectivamente?<br />
a) 1, 2, 3.<br />
b) 1, 1, 2.<br />
c) 2, 1, 3.<br />
d) 2, 1, 1.<br />
e) 3, 1, 2.<br />
16. (UAAM) O cloreto de amônio (NH4Cl) possui:<br />
a) 2 ligações eletrovalentes, 3 covalências e nenhuma ligação coordenada.<br />
b) 1 ligação eletrovalente, 4 covalências e nenhuma ligação coordenada.<br />
c) 1 ligação eletrovalente, 1 covalência e 3 ligações coordenadas.<br />
d) 1 ligação eletrovalente, 3 covalências e 1 ligação coordenada.<br />
Cl -<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>Dirigido</strong>/Química/II trimestre/1ºEM/2012 7
17. (UFMG) Das seguintes substâncias, a única que apresenta, ao mesmo tempo, ligações covalente e<br />
iônica é:<br />
a) KNO2.<br />
b) SO2.<br />
c) (CH3)2O.<br />
d) CaF2.<br />
e) P2O5.<br />
18. (CESGRANRIO-RJ) Assinale a opção correta:<br />
Ligação<br />
Eletrovalente<br />
Uma Ligação Covalente<br />
Simples<br />
Duas Ligações Covalentes<br />
Coordenadas<br />
Ânions<br />
a) MgCl2 HCl P2O5 S 2-<br />
b) Cl2 HI P2O5 Cu 2+<br />
c) F2 H2 N2O5 Zn 2+<br />
d) KCl RbCl N2O3 PO4 3-<br />
e) NaCl HF SO3 SO4 2-<br />
RESPOSTAS DOS EXERCÍCIOS INTERAÇÕES ATÔMICAS (LIGAÇÕES QUÍMICAS)<br />
POLARIDADE DAS LIGAÇÕES QUÍMICAS<br />
Vimos que a ligação iônica ocorre entre espécies químicas com cargas elétricas opostas (cátions<br />
e ânions). Por esse motivo, toda e qualquer ligação iônica é polar.<br />
Já no caso das ligações covalentes, não existe um elemento que perde e outro que recebe<br />
elétrons, mas um compartilhamento. Significa que não ocorre formação de cátions e ânions neste tipo<br />
de interação atômica. Entretanto, quando a ligação covalente se faz entre átomos diferentes, um deles<br />
tende a atrair o par eletrônico ligante para perto de si, produzindo cargas elétricas parciais de cada lado<br />
da ligação. Observe:<br />
A flecha indica o sentido de deslocamento do par eletrônico ligante e os símbolos<br />
lados da molécula onde há menor e maior densidade eletrônica, respectivamente. A molécula se<br />
comporta como um dipolo elétrico, apresentando o que se convencionou chamar de "cargas parciais"<br />
positivas ( ) e negativas ( ).<br />
Para definir quem tem maior força de atração para com os elétrons ligantes, adota-se a medida da<br />
ELETRONEGATIVIDADE que é a capacidade que um átomo tem de atrair para si o par eletrônico<br />
que ele compartilha com outro átomo, numa ligação química.<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>Dirigido</strong>/Química/II trimestre/1ºEM/2012 8
A eletronegatividade é baseada em dados experimentais, sendo que o cientista Pauling criou uma<br />
Escala de Eletronegatividade conforme se segue abaixo:<br />
TABELA DE ELETRONEGATIVIDADE DE PAULING DE<br />
ALGUNS ELEMENTOS QUÍMICOS<br />
1/1ª 2/2A 13/3 14/4 15/5 16/6 17/7<br />
H<br />
2,1<br />
A A A A A<br />
Li Be<br />
B C N O F<br />
1,0 1,5<br />
2,0 2,5 3,0 3,5 4,0<br />
Na Mg<br />
Al Si P S Cl<br />
0,9 1,2<br />
1,5 1,8 2,1 2,5 3,0<br />
K Ca<br />
Ga Ge As Se Br<br />
0,8 1,0<br />
1,6 1,8 2,0 2,4 2,8<br />
Rb Sr<br />
In Sn Sb Te I<br />
0,8 1,0<br />
1,7 1,8 1,9 2,1 2,5<br />
Cs Ba<br />
Tl Pb Bi Po At<br />
0,7 0,9<br />
1,8 1,8 1,9 2,0 2,2<br />
Fr Ra<br />
0,7 0,9<br />
Quanto maior a diferença de eletronegatividade entre os átomos participantes de uma ligação, maior será<br />
o caráter iônico dessa ligação.<br />
GEOMETRIA MOLECULAR E POLARIDADE DAS MOLÉCULAS<br />
Os átomos, ao efetuarem ligações químicas, dispõem-se ao redor de um átomo central, que pode<br />
ter, ou não, pares de elétrons não-ligantes.<br />
Dependendo da quantidade de espécies ligadas a esse átomo central e da quantidade de pares<br />
de elétrons não-ligantes que ele possui, obtém-se a disposição espacial da molécula.<br />
Uma forma prática para se chegar à geometria de uma molécula é efetuar a soma das<br />
espécies que dispõem-se ao redor do átomo central com os pares de elétrons não-ligantes que<br />
ele possui. Diante do resultado dessa soma, infere-se a geometria.<br />
Fórmula<br />
Molecular<br />
CO2<br />
BH3<br />
Exceção à regra<br />
do octeto<br />
CH4<br />
NH3<br />
H2O<br />
Fórmula Estrutural Com os<br />
Pares de Elétrons Não-ligantes<br />
Soma Espécies<br />
Ligadas + pares de<br />
elétrons não-ligantes<br />
Fórmula de Bolas Geometria<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>Dirigido</strong>/Química/II trimestre/1ºEM/2012 9<br />
2<br />
3<br />
4<br />
4<br />
4<br />
LINEAR<br />
TRIGONAL<br />
PLANA<br />
TETRAÉDRICA<br />
PIRAMIDAL TRIGONAL<br />
ANGULAR
POLARIDADE DAS MOLÉCULAS<br />
Para se determinar a polaridade de uma moléculas, devemos levar em consideração dois fatores:<br />
polaridade das ligações e geometria molecular.<br />
A molécula de CO2, por exemplo, apresenta geometria linear e as ligações entre O e C são<br />
polares. Entretanto, a força de atração utilizada por um dos oxigênios, tem mesma intensidade que a<br />
força de atração do outro oxigênio, porém em sentido contrário, uma contrabalança a outra, resultando<br />
no que se chama de momento de dipolo ( ) igual a zero. Sempre que esse momento de dipolo for zero,<br />
a molécula será APOLAR, mesmo tendo ligações polares.<br />
Na verdade, a polaridade de uma molécula é determinada pela soma dos vetores indicativos da polaridade das<br />
ligações e, sempre que existir uma simetria, quer na distribuição dos átomos ao redor do átomo central, quer na dos pares de<br />
elétrons livres, a molécula será APOLAR, caso contrário, a molécula será POLAR.<br />
INTERAÇÕES INTERMOLECULARES<br />
Além das atrações ocorridas entre átomos, existe também uma atração que surge entre<br />
moléculas. Na verdade são apenas 2 tipos de forças atrativas: atrações entre moléculas apolares e<br />
atrações entre moléculas polares, sendo que esta última subdivide-se em dois tipos, conforme veremos.<br />
Em condições ambientes, os compostos iônicos são sólidos, devido às forças elétricas de atração<br />
existentes entre seus cátions e ânions. Do mesmo modo, os metais são quase todos sólidos, devido à<br />
forte união que a ligação metálica exerce sobre seus átomos. Já as substâncias covalentes podem ser<br />
sólidas, líquidas ou gasosas; isto prova que entre suas moléculas podem existir forças de intensidade<br />
maiores ou menores; são exatamente essas "forças" ou "ligações" entre as moléculas<br />
(intermoleculares), que iremos estudar.<br />
FORÇAS DE van der WAALS<br />
A atração intermolecular "força de van der Waals" ocorre entre moléculas apolares. São bastante<br />
fracas e resultam do seguinte: mesmo sendo apolar, a molécula é formada por muitos elétrons, que se<br />
movimentam rapidamente. Pode acontecer, num dado instante, de uma molécula estar com "mais<br />
elétrons de um lado que do outro", seja no momento de<br />
aproximação de outra molécula, seja através de uma colisão com<br />
deslocalização da nuvem eletrônica. Esta molécula estará, então,<br />
momentaneamente polarizada e, por indução elétrica, irá provocar a<br />
polarização de uma molécula vizinha (dipolo induzido), resultando<br />
uma atração fraca entre ambas.<br />
Como estas forças atrativas são fracas, pequena quantidade<br />
de energia é suficiente para provocar a separação dessas moléculas<br />
e, conseqüentemente, passá-las da fase sólida para a líquida e depois para a gasosa.<br />
DIPOLO-DIPOLO<br />
Moléculas apolares ao se aproximarem têm seus elétrons<br />
deslocados, criando momentaneamente um dipolo elétrico<br />
que induzirá as moléculas vizinhas a polarizarem-se.<br />
Forças de van der Waals<br />
FRACAS<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>Dirigido</strong>/Química/II trimestre/1ºEM/2012 10
A atração intermolecular "dipolo-dipolo" ocorre entre moléculas polares, onde um dos pólos (+ ou)<br />
atrai o pólo oposto de outra molécula. São atrações cerca de 10 vezes mais fortes do que as forças de<br />
van der Waals e, por isso mesmo fazem com que as substâncias com esse tipo de interação tenha<br />
maior temperatura de fusão e de ebulição do que aquelas com interações de van der Waals.<br />
LIGAÇÃO DE HIDROGÊNIO<br />
A interação intermolecular "Ligação de Hidrogênio" é um tipo especial de forças dipolo-dipolo, pois<br />
também ocorrem entre moléculas polares. Contudo apenas nas moléculas polares que possuem o<br />
hidrogênio (H) ligado a átomos muito eletronegativos, no caso, flúor (F), oxigênio (O) ou nitrogênio (N),<br />
que são os elementos mais eletronegativos da Classificação Periódica dos Elementos Químicos.<br />
É a atração intermolecular mais forte existente e ocorre principalmente na fase sólida ou líquida de<br />
um composto. Entretanto é cerca de 10 vezes menos intensa que uma ligação covalente.<br />
Essas interações são suficientemente fortes para alterarem as propriedades das substâncias nas<br />
quais elas ocorrem como, por exemplo, a temperatura de fusão e de ebulição (e, por conseqüência, o<br />
estado físico):<br />
+100<br />
Forças de DIPOLO-DIPOLO<br />
FORTES<br />
F H F H<br />
0<br />
-100<br />
HF<br />
LIGAÇÃO DE HIDROGÊNIO<br />
MUITO FORTES<br />
Temperatura de Ebulição / ºC<br />
20 40 60 80 100 120 140 Massas<br />
Moleculares<br />
EXERCÍCIOS POLARIDADE DAS MOLÉCULAS E INTERAÇÕES INTERMOLECULARES<br />
19. (E.E.MAUÁ-SP) De que maneira variam, em função do número atômico:<br />
a) as afinidades eletrônicas dos halogênios?<br />
b) As polaridades das ligações desses elementos com o hidrogênio?<br />
H2O<br />
H2S<br />
HCl<br />
H2Se<br />
HBr<br />
20. (FUVEST-SP) Considere molécuilas de HF, HCl, H2O (angular), H2, O2 e CH4(tetraédrica).<br />
a) Classifique essas moléculas em dois grupos: moléculas polares e moléculas não-polares.<br />
b) Qual a propriedade referente ao átomo e qual a referente à molécula em que se baseou para<br />
classificá-las?<br />
21. (FUVEST-SP) O carbono e o silício pertencem à mesma família da Tabela Periódica.<br />
a) Qual o tipo de ligação existente no composto SiH4?<br />
b) Embora a eletronegativiadde do silício seja 1,7 e a do hidrogênio 2,1, a molécula do SiH4 é<br />
apolar. Por quê?<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>Dirigido</strong>/Química/II trimestre/1ºEM/2012 11<br />
H2Te<br />
HI
22. (FUVEST-SP) Qual das moléculas tem maior momento de dipolo:<br />
a) H2O ou H2S?<br />
b) CH4 ou NH3?<br />
Justifique.<br />
23. (PUC-SP) O elemento de maior eletronegatividade é o que apresenta a seguinte configuração<br />
eletrônica:<br />
a) 1s 2 2s 1 .<br />
b) 1s 2 2s 2 2p 1 .<br />
c) 1s 2 2s 2 2p 2 .<br />
d) 1s 2 2s 2 2p 5 .<br />
e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 .<br />
24. (F. M.SANTA CASA-SP) Os elementos mais eletronegativos são os de menor:<br />
a) volume atômico.<br />
b) Potencial de ionização.<br />
c) Reatividade química.<br />
d) Caráter metálico.<br />
e) Número atômico.<br />
25. (FESP-PE) Considere as seguintes distribuições eletrônicas, correspondentes a átomos de<br />
elementos químicos diferentes:<br />
X - 1s 2 .... 4s 2 .<br />
Y - 1s 2 ..... 4p 6<br />
Y - 1s 2 ..... 3s 2 3p 5 .<br />
W - 1s 2 ..... 4s 1 .<br />
I. São elementos gasosos Y e X.<br />
II. Apresentam propriedades metálicas acentuadas Y e Z.<br />
III. O elemento mais eletronegativo é o Z.<br />
IV. O elemento Y é mais eletronegativo que o elemento Z.<br />
a) Todas as afirmativas são falsas.<br />
b) Apenas as afirmativas I e II são verdadeiras.<br />
c) Todas as afirmativas são verdadeiras.<br />
d) A afirmativa IV é a única correta.<br />
e) Apenas a afirmativa II é verdadeira.<br />
26. (PUC-RS) Dentre as espécies químicas a seguir:<br />
I. Cl2.<br />
II. LiCl.<br />
III. NaCl.<br />
IV. KCl.<br />
V. CsCl.<br />
A que apresenta ligação com maior caráter iônico é:<br />
a) I.<br />
b) II.<br />
c) III.<br />
d) IV.<br />
e) V.<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>Dirigido</strong>/Química/II trimestre/1ºEM/2012 12
27. (FMU/FIAM-SP) Considerando-se os compostos:<br />
1) SiH4.<br />
2) CO2.<br />
3) CCl4.<br />
4) HCl.<br />
5) H2º<br />
Constituem dipolos permanentes:<br />
a) 3 e 5.<br />
b) 4 e 5.<br />
c) 2 e 3.<br />
d) 1 e 5.<br />
e) 3 e 4.<br />
28. Dadas as moléculas:<br />
I. HCl.<br />
II. H2O<br />
III. NH3.<br />
IV. BF3.<br />
V. CH4.<br />
São polares:<br />
a) somente I e II.<br />
b) Somente III, IV e V.<br />
c) Somente I, II e III.<br />
d) Somente I, II, III e IV.<br />
e) Todas.<br />
29. (FEI-SP) Qual o tipo de interação que se manifesta entre as moléculas de:<br />
a) NH3?<br />
b) CH4?<br />
30. Comparando-se as temperaturas de ebulição dos compostos HF, HCl, HBr, HI, nota-se que a do HF<br />
é muito elevada em relação aos demais. Como poderíamos explicar esse fato?<br />
31. (PUCCAPINAS-SP) A congelação da água na superfície dos lagos em países frios ocorre pela:<br />
a) ruptura de ligações intermoleculares.<br />
b) Ruptura de ligações intramoleculares.<br />
c) Formação de ligações intermoleculares.<br />
d) Formação de ligações intramoleculares.<br />
e) Formação de ligação inter e intramoleculares.<br />
32. (UCMG) No dióxido de carbono solidificado, as moléculas de CO2 serão unidas por ligações:<br />
a) covalentes.<br />
b) Iônicas.<br />
c) De van der Waals.<br />
d) Iônicas e covalentes.<br />
e) Iônicas e van der Waals.<br />
<strong>Estudo</strong> <strong>Dirigido</strong>/Química/II trimestre/1ºEM/2012 13
33. (FUVEST-SP) A tensão superficial dos líquidos depende diretamente de processos de interações<br />
entre as moléculas, como, por exemplo, ligações de hidrogênio. Qual das substâncias abaixo tem<br />
maior tensão superficial?<br />
a) benzeno.<br />
b) Octano.<br />
c) Tetracloreto de carbono.<br />
d) Éter etílico.<br />
e) Água.<br />
34. (UFMG) Misturando-se iguais volumes de água e álcool absoluto, o volume resultante é menor do<br />
que a soma dos volumes dos componentes antes da mistura. O processo libera calor. Com relação<br />
ao apresentado acima, a afirmativa certa é:<br />
a) A energia potencial dos componentes na mistura é maior do que quando separados.<br />
b) O tamanho das moléculas dos componentes na mistura é menor do que quando separadas.<br />
c) As interações intermoleculares são mais intensas na mistura do que nos componentes separados.<br />
d) A liberação de calor indica que ocorreu uma reação química entre os componentes da mistura.<br />
e) A massa resultante da mistura é menor do que a soma das massas dos componentes separados.<br />
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