UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO

Curso: farmácia e Bioquímica - 2º SEMESTRE

QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA - LISTA 3 (Ligações Químicas)

Profa. Luciana Massi

1) Explique como funciona o Modelo do Octeto

2) O íon do átomo de um elemento químico X é bivalente positivo, e tem 18 elétrons. Quantos prótons deve ter este elemento ? Consulte uma tabela periódica e dê o nome real deste elemento químico.

3) Compare o átomo de Enxofre S (Z=16) com seu íon mais estável. Para isso:

a - apresente o diagrama de Linus Pauling completo

b - faça a distribuição eletrônica do enxofre

c - dê o número de prótons do átomo e do íon mais estável

d - dê o nº de nêutrons do enxofre e do íon mais estável. Dado: massa atômica do enxofre=32u.

e - dê o nº de elétrons do átomo de enxofre e de seu íon mais estável e justifique sua resposta

4) Consulte uma tabela periódica e dê o número total de elétrons presentes nos seguintes átomos ou íons: O-2, Sr+2, Sn+4, Al3+, Br -

5) O nº atômico do elemento químico X é 30. Os íons X+2 e Y-3 são isoeletrônicos (mesmo nº de elétrons). Qual é o número atômico de Y?

6) Temos um composto formado por átomos de um elemento químico X, de número atômico igual a 38 e átomos de um elemento químico Y, de número atômico igual a 53.

  1. Apresente o diagrama de Linus Pauling completo

  2. Faça a distribuição eletrônica destes átomos, X e Y

  3. Apresente o esquema de Lewis (fórmula eletrônica)

  4. Dê a fórmula “molecular” da substância

  5. Especifique o tipo de ligação química ocorrida

7) Em relação à ligação covalente normal :

  1. Explique como ela ocorre

  2. Apresente a formação da substância que contém átomos de carbono (Z=6) e de oxigênio (Z=8) (ou seja, faça a distribuição eletrônica, a fórmula de Lewis, a fórmula estrutural plana e a fórmula molecular)

8) São dados os seguintes números atômicos: Al=13, S=16, O=8 . Apresente a fórmula de Lewis e a fórmula estrutural das seguintes substâncias

  1. O3

  2. Composto formado por átomos de oxigênio e alumínio

  3. Composto formado por átomos de alumínio e enxofre

  4. SO2

  5. SO3

9) Indique, para cada ítem do exercício anterior, o tipo de ligação química ocorrida

10) Um composto é formado por átomos de dois elementos químicos: potássio e enxofre.

a) Apresente a fórmula de Lewis para este composto

b) Compare os elementos em termos de potencial de ionização

  1. Diga que tipo de ligação existe entre eles e justifique sua resposta

11) Uma substância é formada por átomos X, da família 6A , e átomos Y, da família 2A .

  1. Apresente o nome das famílias citadas

  2. Qual destes átomos terá menor potencial de ionização? JUSTIFIQUE SUA RESPOSTA

  3. Apresente a fórmula de Lewis (eletrônica) da substância formada

  4. Qual tipo de ligação química ocorreu?

  5. Apresente a fórmula “molecular” da substância

12) Quais as principais diferenças entre uma ligação iônica, uma ligação covalente normal e uma ligação covalente dativa (ou coordenada) ?

GABARITO

1) Modelo do Octeto: Os elementos químicos que pertencem ao grupo dos gases nobres formam átomos estáveis, isolados e pouco reativos à temperatura ambiente. Esse comportamento deve-se, principalmente, a configuração eletrônica desses elementos os quais apresentam a camada de valência do tipo ns2 np6, sendo o Hélio a única exceção dos gases nobres, pois apresenta configuração do tipo 1s2. Assim, verificou-se experimentalmente que os demais elementos representativos ligam-se entre si, a fim de atingir a configuração da camada de valência dos gases nobres, que apresenta 8 elétrons. Desta forma, surge o denominado modelo do octeto, que fornece uma explicação plausível para a maioria das substâncias formadas pelos elementos representativos.

2) O átomo X é bivalente positivo, isto indica que esse átomo encontra-se na forma de um cátion (íon que perdeu elétrons) que pode ser representado por X2+ e, esse íon apresenta 18 elétrons. Sendo assim, antes de ocorrer a perda dos elétrons esse íon apresentava 20 elétrons. Portanto, sabendo-se que o número de prótons é igual ao número de elétrons em um átomo neutro, pode-se concluir que o elemento X apresenta 20 prótons. Consultando uma tabela periódica, pode-se verificar que o átomo em questão é o cálcio (Ca).

3) a) O diagrama de Linus Pauling encontra-se apresentado nas anotações de aula.

b) S (Z=16): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

c) Número de prótons do átomo = 16; número de prótons do íon = 16

d) Número de nêutrons do átomo = 16; número de nêutrons do íon = 16

e) Número de elétrons do átomo = 16; número de elétrons do íon = 18

O íon mais estável de um elemento representativo deve apresentar no nível de valência a configuração de um gás nobre, portanto, ns2 np6, assim o átomo de enxofre ao receber dois elétrons atinge essa configuração.

Observação: Quando compara-se o átomo neutro com qualquer íon (cátion ou ânion) as únicas partículas que sofrem alteração são os elétrons (partículas negativas), a quantidade de todas as demais partículas permanecem inalteradas.

4) Ao consultar a tabela periódica deveriam ser coletados os números atômicos dos elementos. Sendo assim, pode-se verificar que: 8O, 38Sr, 50Sn, 13Al e 35Br. A partir do número atômico, o número de elétrons dos íons são:

O2- : 10 elétrons; Sr2+ : 36 elétrons; Sn4+ : 46 elétrons; Al3+ : 10 elétrons; Br- : 36 elétrons

5) O número atômico do átomo X é 30, portanto esse átomo no estado fundamental e neutro apresenta 30 prótons e 30 elétrons. Como esse átomo forma o íon X2+ , que é formado a partir da perda de dois elétrons, o íon X2+ apresenta 28 elétrons. Por outro lado, o íon Y3_ é isoeletrônico (mesmo número de elétrons) em relação a X2+ , portanto o íon Y3_ apresenta, também, 28 elétrons. O íon Y3_ foi formado quando o átomo Y recebeu 3 elétrons, uma vez que a carga expressa no íon é .3. Como o íon Y3_ possui 28 elétrons, o respectivo átomo Y, antes de receber os 3 elétrons, possuía 25 elétrons.

Assim, como no estado fundamental e neutro o átomo apresenta o mesmo número de prótons e elétrons, o átomo Y possui 25 elétrons, portanto, o número atômico do átomo Y é igual a 25. Y (Z=25).

6) a) O diagrama de Linus Pauling encontra-se apresentado nas anotações de aula.

b) As distribuições eletrônicas para os átomos X e Y são as seguintes:

X (Z= 38): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2

Y (Z= 53): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p5

c) Fórmula de Lewis

d) Fórmula empírica ou molecular: XY2

e) A ligação que ocorreu entre o átomo X e Y foi do tipo iônica, uma vez que o átomo X apresenta baixa energia de ionização (tendência a doar elétrons) e o átomo Y alta afinidade eletrônica (tendência a receber elétrons).

7) a) A ligação covalente normal ocorre quando dois átomos apresentam a mesma tendência de ganhar elétrons. Sob essas condições não ocorre a transferência total de elétrons, mas o compartilhamento de um ou mais pares de elétrons entre os átomos. Na ligação covalente normal cada elétron é proveniente de um dos átomos envolvidos na ligação.

b) Inicialmente, é necessário realizar a distribuição eletrônica dos átomos de carbono e oxigênio e, posteriormente, distribuir os elétrons da camada de valência nos orbitais. O número de ligações covalentes que um determinado átomo realizará depende do número de elétrons desemparelhados encontrados na camada de valência do átomo. Sendo assim, para o carbono o número de elétrons desemparelhados após a hibridização será quatro, portanto o átomo realizará quatro ligações covalentes. Por outro lado, para o oxigênio o número de elétrons desemparelhados será dois, portanto o átomo realizará duas ligações covalentes, conforme apresentado a seguir.

8) Para iniciar a resolução do exercício é necessário determinar o número de elétrons presentes na camada de valência de cada átomo. Para tanto, é imprescindível a realização da distribuição eletrônica.

O (Z=8): 1s2 2s2 2p4 S (Z=16): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 Al (Z=13): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1

a) O3

Fórmula de Lewis Fórmula Estrutural

b) Composto formado por átomos de alumínio e oxigênio

Fórmula de Lewis Fórmula empírica ou .molecular.

c) Composto formado por átomos de alumínio e enxofre

Fórmula de Lewis Fórmula empírica ou .molecular.

d) SO2

Fórmula de Lewis Fórmula Estrutural

e) SO3

Fórmula de Lewis Fórmula Estrutural

9) a) Ligação covalente normal e coordenada

b) Ligação iônica

c) Ligação iônica

d) Ligação covalente normal e coordenada

e) Ligação covalente normal e coordenada

10) Para iniciar a resolução do exercício é necessário consultar a tabela periódica e coletar o número atômico dos respectivos elementos químicos. Para o átomo de potássio (K) o número atômico é 19 e, para o átomo de enxofre (S) o número atômico é 16. A seguir, é imprescindível determinar o número de elétrons presentes na camada de valência de cada átomo. Para tanto, torna-se necessário a realização da distribuição eletrônica dos elementos químicos envolvidos na ligação.

K (Z=19): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 Apresenta um elétron na camada de valência

S (Z=16): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 Apresenta seis elétrons na camada de valência

  1. Fórmula de Lewis

b) O átomo que apresenta a maior energia de ionização é o enxofre, pois entre K e S, o enxofre apresenta um raio atômico menor, assim seus elétrons encontram-se mais próximos ao núcleo e, consequentemente, mais atraídos pelo mesmo. Desta forma, torna-se mais difícil remover um elétron do átomo de enxofre do que do átomo de potássio, portanto maior a energia de ionização do enxofre.

c) A ligação que ocorreu entre o átomo de potássio e enxofre foi do tipo iônica, uma vez que o átomo de potássio apresenta menor energia de ionização (maior tendência a doar elétrons) quando comparado a enxofre, e o átomo de enxofre apresenta alta afinidade eletrônica (maior tendência a receber elétrons).

11) a) Átomo X: família 6A . Grupo dos Calcogênios

Átomo Y: família 2A . Grupo dos Metais Alcalinos Terrosos

b) Partindo-se do pressuposto que os átomos encontram-se no mesmo período da tabela periódica, o que facilita o raciocínio, o menor potencial de ionização será encontrado no átomo do grupo 2, uma vez que esse átomo apresenta um raio atômico maior, assim seus elétrons encontram-se mais afastados do núcleo e, consequentemente, menos atraídos pelo mesmo. Desta forma, torna-se mais fácil a remoção de um elétron do átomo do grupo 2 do que do átomo do grupo 16, portanto menor será a energia de ionização do átomo do grupo 2.

c) O átomo X, pertencente ao grupo 16, apresenta seis elétrons na sua camada de valência enquanto o átomo Y, pertencente ao grupo 2, apresenta dois elétrons na sua camada de valência. Assim, a fórmula de Lewis para a substância é a seguinte:

d) A ligação que ocorreu entre o átomo X e Y foi do tipo iônica, uma vez que o átomo Y apresenta a menor energia de ionização (maior tendência a doar elétrons) e o átomo X apresenta alta afinidade eletrônica (maior tendência a receber elétrons).

e) Fórmula Empírica ou Molecular: YX. Na fórmula empírica ou molecular de uma substância iônica sempre, inicialmente, deve-se escrever o átomo que fornece elétrons, portanto o cátion, seguido do átomo que recebe elétrons, portanto o ânion. Assim, a representação designa o par cátion / ânion de uma substância iônica.

12) A ligação iônica ocorre entre um átomo que apresenta baixa energia de ionização (maior tendência a doar elétrons) e um átomo que apresenta alta afinidade eletrônica (maior tendência a receber elétrons). Portanto, em uma ligação iônica ocorre a transferência de elétrons do átomo de menor energia de ionização para o átomo de maior afinidade eletrônica.

Na ligação covalente não ocorre a transferência de elétrons, mas o compartilhamento de pares de elétrons, uma vez que os átomos envolvidos nessa ligação apresentam tendências semelhantes.

Na ligação covalente normal cada elétron é proveniente de um dos átomos envolvidos na ligação enquanto que na ligação covalente coordenada o par de elétrons é proveniente de apenas um dos átomos envolvidos na ligação.

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