Questões de Concurso sobre Interações Atômicas: Geometria Molecular, Polaridade da ligação e da Molécula, Forças Intermoleculares e Número de Oxidação.

A polaridade de uma molécula depende tanto da diferença de eletronegatividade entre os elementos que a compõem quanto da disposição desses elementos no espaço (geometria). O metano, por exemplo, é um composto apolar; ao substituir os átomos de hidrogênio ligados ao carbono central por átomos de cloro, a polaridade dos derivados clorometano, diclorometano, triclorometano (clorofórmio) e tetraclorometano varia. As estruturas desses compostos são descritas nas figuras.

Qual é a ordem de polaridade, do menos polar para o mais polar, dos compostos acima?

Durante a análise de laudos espectroscópicos e estruturais de compostos metálicos utilizados em processos de tratamento e controle ambiental, observa-se que certos complexos de metais de transição apresentam distorções geométricas em relação à simetria ideal prevista para sua coordenação. A respeito dessa temática, assinale a opção correta, tendo como fundamento a química dos compostos de coordenação.

Acerca da Teoria dos Orbitais Moleculares (TOM), assinale a alternativa correta.

O pentafluoreto de cloro, cuja fórmula molecular é C$\ell$F₅, é um composto gasoso com elevado poder oxidante. Nesse composto, os átomos de flúor encontram-se ligados ao cloro, que ocupa a posição central.

A geometria molecular desse composto é

A avaliação da estabilidade de complexos metálicos em soluções aquosas é importante no contexto ambiental por ter implicações na mobilidade e na destinação de metais de transição. Com base nos aspectos da química de coordenação, assinale a opção correta.

A geometria molecular descreve o arranjo espacial dos núcleos dos átomos em uma molécula, sendo influenciada pelas repulsões entre os pares eletrônicos da camada de valência. No que diz respeito à Teoria da Repulsão dos Pares Eletrônicos da Camada de Valência − RPECV e às formas moleculares, assinale a alternativa correta.

A hibridização é um conceito-chave para explicar a geometria observada experimentalmente nas moléculas, conectando a teoria da ligação covalente à estrutura tridimensional. Nesse sentido, assinale a alternativa que apresenta uma molécula cujas ligações covalentes são do tipo 𝒔𝒑^𝟑, com arranjo eletrônico tetraédrico e geometria molecular piramidal.

A compreensão da geometria molecular, da hibridização dos átomos de carbono e do número de ligações sigma (σ) e pi (π) é fundamental para explicar propriedades físico-químicas e a reatividade das moléculas orgânicas.

Nesse contexto, considere as seguintes moléculas:

• Etino (C₂H₂);

• Formaldeído (CH₂O);

• Metano (CH₄).

Com base na teoria da hibridização e nas estruturas de Lewis dessas moléculas, assinale a alternativa correta.

A respeito da Teoria dos Orbitais Moleculares (TOM), assinale a alternativa correta.

Em um complexo octaédrico de metal de transição com subnível mais energético d⁹, a distorção tetragonal observada pode ser explicada pelo efeito Jahn-Teller, decorrente da degenerescência eletrônica parcial dos orbitais e_g.

As substâncias químicas apresentam propriedades e aplicações variadas. Alguns fatores são importantes na compreensão dessas propriedades, como o tipo de ligação química estabelecida entre os átomos que as constituem, as forças intermoleculares envolvidas, a polaridade e a geometria molecular.

BROWN, Theodore L. et al. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2005. P.375.

Em relação aos temas abordados acima, julgue os itens a seguir.

I. A amônia é uma substância composta de fórmula molecular NH₃, a qual possui geometria molecular pirâmide trigonal. As forças intermoleculares predominantes entre as moléculas de amônia são as ligações de hidrogênio. O átomo central dessa molécula apresenta hibridização sp³.

II. A molécula de PCl₅ (pentacloreto de fósforo) possui geometria bipirâmide trigonal e se trata de uma molécula apolar, embora as ligações fósforo-cloro formem ligações apolares devido à diferença de eletronegatividade entre os dois elementos.

III. O dióxido de carbono (CO₂) é uma substância composta apolar e que apresenta geometria molecular linear, sendo que o átomo central (carbono) apresenta hibridização do tipo sp.

IV. A água (H₂O) é uma substância polar e suas moléculas interagem por forças intermoleculares do tipo ligação de hidrogênio. Essa molécula apresenta geometria angular e o átomo central da molécula apresenta hibridização sp2.

Dados: Números atômicos (H = 1); (C = 6); (N = 7); (O = 8); (P = 15); (Cl = 17).

Estão INCORRETOS:

A respeito dos conceitos fundamentais que regem a Teoria do Orbital Molecular (TOM), analise os itens a seguir.

I. As configurações eletrônicas do estado fundamental das moléculas diatômicas são deduzidas pela construção dos orbitais moleculares a partir de todos os orbitais atômicos das camadas de valência dos dois átomos e pela adição dos elétrons de valência aos orbitais moleculares, na ordem crescente de energia e de acordo com o princípio da construção.

II. As ligações em moléculas diatômicas heteronucleares envolvem um compartilhamento desigual dos elétrons de ligação. O elemento mais eletronegativo contribui mais fortemente para os orbitais ligantes e o menos eletronegativo contribui mais fortemente para os orbitais antiligantes.

III. As ordens de ligação das espécies químicas CO, NO, N₂, NO⁺ e F são, respectivamente, 3; 2,5; 3; 2 e 1.

IV. De acordo com a teoria dos orbitais moleculares, a deslocalização dos elétrons em uma molécula poliatômica espalha os efeitos ligantes dos elétrons por toda a molécula.

Dados: Números atômicos (C = 6); (N = 7); (O = 8); (F = 9).

Estão CORRETOS:

No início do século XX, Lewis publicou um artigo propondo que átomos podem se ligar compartilhando elétrons ou com a troca de elétrons e também que as ligações químicas são as uniões entre átomos para formar moléculas e compostos estáveis, buscando configuração eletrônica de gás nobre (regra do octeto) que ocorrem por troca ou compartilhamento de elétrons. Assinale a alternativa que apresenta substâncias que contêm ligações covalentes.

Em relação à simetria molecular e à teoria de grupo aplicada à espectroscopia eletrônica, assinale a alternativa correta.

Elementos com alta energia de ionização tendem a formar ligações covalentes, nas quais ocorre o compartilhamento de pares de elétrons entre os átomos, sem a formação de íons.

Para a formação do fluoreto de hidrogênio (HF), os orbitais atômicos de valência disponíveis são o 1s do H e os 2s e 2p do F.

Com base nessas informações e no método de combinação linear de orbitais atômicos (CLOA), a configuração eletrônica da molécula diatômica heteronuclear HF é

A descrição do O₂ pela teoria do orbital molecular explica seu paramagnetismo, ao prever dois elétrons desemparelhados em orbitais π* antiligantes, o que não pode ser adequadamente explicado apenas pela teoria da ligação de valência.

A teoria da repulsão por pares de elétrons da camada de valência (VSEPR) permite prever a forma das moléculas com base na repulsão eletrostática entre os pares de elétrons ao redor de um átomo central. Nesse contexto, a geometria molecular e o ângulo de ligação experimental de aproximadamente 107° da molécula de amônia (NH3) são explicados

Durante o século XIX, a necessidade por nitratos e amônia aumentou rapidamente para uso como fertilizantes e como matéria-prima industrial. Embora a atmosfera contenha cerca de 78% de sua composição pautada em Nitrogênio, seu aproveitamento em escala industrial apresentava-se como um desafio. Coube aos químicos alemães Fritz Haber e Carl Bosch, o desenvolvimento do processo que lhes garantiu posteriormente o prêmio Nobel de química. Nesse processo, a amônia (NH₃) é produzida a partir da reação entre Hidrogênio e Nitrogênio. Sobre essa molécula é correto afirmar que:

Com relação à geometria das moléculas é correto afirmar:

Dados: ₇N, ₁H, ₉F, ₅₄Xe, ₈O, ₃₅Br