Este documento apresenta 10 questões sobre ligação química, estrutura molecular e propriedades de compostos inorgânicos e orgânicos. As questões abordam tópicos como energia de ligação, estruturas de Lewis, diagramas de orbitais moleculares, inter-halogênios, composição e propriedades de compostos iônicos e estrutura eletrônica de corantes orgânicos conjugados.

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO
Departamento de Engenharia e Ciências Exatas
LISTA DE EXERCÍCIOS
Química Geral – Engenharia Química – Professor Sandro Greco
Ligações Químicas
1ª Questão (2.85-Atkins): A energia de ligação do NO é 632 kJ/mol e a de cada ligação N-O no NO2 é 469
kJ/mol. Use as estruturas de Lewis e a média das energias de ligação dadas na tabela a seguir para explicar: (a) a
diferença entre as energias de ligação das duas moléculas e (b) o fato de que as energias das duas ligações do
NO2 são iguais.
2ª Questão (2.97-Atkins): Esquematize, qualitativamente, as curvas de energia potencial da ligação N-N na
hidrazina (NH2NH2) na molécula de nitrogênio (N2) e no íon N3-.
3ª Questão (2.76-Atkins): Escreva três estruturas de Lewis do íon isocianato (CNO-) que seguem a regra do
octeto (incluindo a estrutura mais importante). Diga qual das três estruturas é mais importante em termos de
contribuição para o híbrido de ressonância e explique a sua escolha.
4ª Questão (3.49-Atkins): Desenhe o diagrama de níveis de energia dos orbitais moleculares do N2. A estrutura
dos orbitais do íon diatômico heteronuclear (CN-) é semelhante à do N2, como a diferença de eletronegatividade
entre os átomos de carbono e de nitrogênio afetam o diagrama de níveis de energia do cianeto se comparado ao
da molécula de N2? Aproveite essas informações para desenhar o diagrama de níveis de energia para o íon
cianeto.
5ª Questão (3.68-Atkins): Os halogênios formam compostos entre si. Esses compostos, chamados inter-
halogênios, tem a fórmula XX’, XX’3 e XX’5, em que X representa o átomo de halogênio mais pesado. (a)
prediga as suas estruturas e ângulos de ligação. Quais deles são polares? (b) Por que o halogênio mais leve não é
o átomo central dessas moléculas?
6ª Questão (3.69-Atkins): A massa molar de um composto orgânico destilado da madeira é 32,04 g/mol e ele
têm a seguinte composição por massa: 37,5% C, 12,6% H e 49,9% O. (a) escreva a estrutura de Lewis do
composto e determine os ângulos de ligação que envolve os átomos de carbono e oxigênio. (b) dê a hibridação
dos átomos de carbono e oxigênio. (c) Diga se a molécula é polar ou apolar.
7ª Questão (3.87-Atkins): O benzino é uma molécula muito reativa de fórmula C6H4 que só pode ser detectada a
baixas temperaturas. Ele está relacionado com o benzeno em função dos seis átomos de carbono do anel,
contudo, no lugar de três duplas ligações a estrutura é normalmente desenhada com duas duplas ligações e uma
ligação tripla. Use a sua compreensão das ligações químicas para explicar a maior reatividade do benzino, se
comparado à do benzeno.
8ª Questão (8.98-Brown): A reação do índio com o enxofre forma três compostos binários (dois elementos)
diferentes, que supomos ser puramente iônicos. Os três compostos têm as seguintes propriedades:
Composto % em massa de In Ponto de fusão (oC)
A 87,7 653
B 78,2 692
C 70,5 1.050
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2. UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
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(a) Determine as fórmulas empíricas dos compostos A, B e C; (b) Em qual composto se espera que o raio iônico
do In seja menor? Explique; (c) O ponto de fusão de compostos iônicos geralmente está em correlação coma
energia de rede. Explique as tendências nos pontos de fusão apresentados na tabela anterior
9ª Questão (8.90-Brown): A afinidade eletrônica do oxigênio é -141 kJ/mol, correspondendo à reação:
O(g) + é → O-(g)
A energia de rede do K2O(s) é 2238 kJ/mol. Use esses dados para calcular a segunda afinidade eletrônica do
átomo de oxigênio, correspondendo à reação:
O-(g) + é → O2-(g)
Dados do exercício: ∆Hf K2O(s) = -363,2 kJ; ∆Hf K(g) = 89,99 kJ; I(K) = 419 kJ e ∆Hf O(g) = 247,5 kJ.
10ª Questão (3.81-Atkins): Trate o sistema π de uma molécula de corante, composta de N átomos de carbono
em uma cadeia conjugada, como se fosse uma caixa de comprimento NR, em que R é a distância média da
ligação C-C. Sabendo que cada átomo contribui com um elétron e que cada estado da caixa pode acomodar dois
elétrons, obtenha uma expressão para o comprimento e onda da luz absorvida para a transição de menor energia.
Seria necessário aumentar o número de átomos da cadeia carbônica ou diminuir a cadeia para deslocar o
comprimento de onda para valores mais altos? (sugestão – leia a técnica principal 2 da página 233 do livro do
Atkins).
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