QUÍMICA I
Mestrado Integrado em Engenharia Química
Mestrado Integrado em Engenharia Biológica
Exame de 2ª Época, 29/1/2013
Duração: 3 horas
TODAS AS RESPOSTAS DEVEM SER JUSTIFICADAS
1.0
1. Calcule a incerteza mínima associada à posição de um electrão, sabendo que a incerteza na
determinação da respectiva velocidade é de ∆v = 1 m/s. Comente brevemente, sabendo que as
dimensões atómicas são da ordem dos Å (1 Å = 10–10 m).
h = 6.626 × 10–34 J s; melectrão = 9.109 × 10–31 kg;
2. Considere a molécula de ácido cianídrico (HCN).
0.5
a) Determine a geometria em torno do átomo central, usando a TRPECV.
1.0
b) Descreva a ligação, segundo a TEV. Represente graficamente as ligações.
1.5
c) Calcule o momento dipolar da molécula, a partir dos seguintes dados:
χH = 2.20; χC = 2.55; χN = 3.04; 1 D = 3.33 × 10–30 C m; e = 1.602 × 10–19 C; 1 pm = 10–12 m
%CI = 16×|χA – χB| + 3.5×|χA – χB|2
Raios covalentes (pm)
Elemento
H
C
N
Lig. simples
28
77
70
Lig. dupla
—
67
63
Lig. tripla
—
60
55
3. Para cada uma das seguintes moléculas e iões moleculares.
CO32–, CH3CHO
1.0
a) Preveja a geometria em torno de cada átomo central, usando a TRPECV.
2.0
b) Descreva a ligação segundo a TEV. Represente graficamente as ligações.
2.0
4. Considere a molécula de fluor (F2). Esquematize o diagrama de orbitais moleculares desta molécula
e faça o seu preenchimento electrónico. Classifique as orbitais moleculares e justifique a respectiva
energia relativa.
3.0
5 Trace o diagrama de orbitais moleculares da molécula de BeH2. Classifique as orbitais moleculares e
justifique a respectiva energia relativa.
2.5
6. a) Calcule a entalpia de sublimação do Cálcio a partir dos dados seguintes (energias em kJ/mol):
EI1(Ca) = 590; EI2(Ca) = 1150; r(O2–) = 135 pm; EA1(O) = 141; EA2(O) = –744;
∆dissH (O–O) = 494; ∆fH(CaO,s) = –350; r(Ca2+) = 118 pm; N = 6.022 ×1023 mol–1;
Constante de Madelung (CaO) = 1.74756; e = 1.602 ×10–19 C; 1 pm = 10–12 m
ε0 = 8.854 ×10–12 J–1C2m–1
Equação de Born-Landé: U ret = N
1.5
AZ1 Z 2 e 2 ⎛ 1 ⎞
⎜1 − ⎟
(4πε 0 ) r0 ⎝ n ⎠
J/mol
He
Ne
Ar
Kr
Xe
n
5
7
9
10
12
b) Que estrutura prevê para o óxido de cálcio (CaO)? Justifique a resposta com uma demonstração
quantitativa.
7. Ordene as substâncias seguintes por ordem crescente de pontos de ebulição.
1.5
a) CH3OH, CH3F e CH3Cl.
1.5
b) Fe,Cu, C (diamante).
1.0
8. Recorrendo à teoria das bandas, defina semicondutor e dê um exemplo.