Universidade Federal da Paraíba
Centro de Ciências Exatas e da Natureza
Departamento de Química
Programa de Pós-graduação em Química
PROVA DE SELEÇÃO PARA INGRESSO NO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA (PERÍODO 2015.1)
DATA:____/_____/______
INÍCIO / TÉRMINO: 14:00 h / 18:00 h
CÓDIGO DA INSCRIÇÃO: ____________ RG (No / Órgão Emissor): _________________
João Pessoa – PB
Fevereiro/2015
CÓDIGO DA INSCRIÇÃO: ____________ RG (No / Órgão Emissor): _________________
1a QUESTÃO: (a) Qual é o rendimento teórico de hidróxido de níquel (Ni(OH) 2) obtido
pela mistura de 25,9 g de cloreto de níquel (NiCl 2) e 20,0 g de hidróxido de sódio
(NaOH), considerando a reação NÃO balanceada abaixo? (b) Determine qual reagente
ficou em excesso e a sua quantidade. (c) Se 10,0 g de Ni(OH)2 foram obtidos em uma
experiência, qual foi o rendimento percentual?
NiCl2 (aq) + NaOH (aq)  Ni(OH)2 (s) + NaCl (aq)
Resposta:
NiCl2 (aq) + 2 NaOH (aq)  Ni(OH)2 (s) + 2 NaCl (aq)
M(NiCl2) = 58,7 + 2 x 35,5 = 129,7 g mol-1
M(Ni(OH)2) = 58,7 + 2 x 16,0 + 2 x 1,01 = 92,7 g mol -1
M(NaOH) = 23,0 + 16,0 = 1,01 = 40,0 g mol-1
n(NiCl2) = 25,9/129,7 = 0,200
n(NaOH) = 20,0/40,0 = 0,500
1 mol NiCl2 – 2 mols NaOH
0,200 mol NiCl2 – 0,400 mol NaOH
Portanto, NaOH está em excesso e NiCl 2 é o reagente limitante
a) 1 mol NiCl2 – 1 mol Ni(OH)2
0,200 mol NiCl2 – 0,200 mol Ni(OH)2
M (Ni(OH)2) = n.M = 18,5 g
b) nexcesso(NaOH) = 0,500 – 0,400 = 0,100 mol
m(NaOH) = 0,100 x 40,0 = 4,00 g
c) RP = 10,0/18,5 x100 = 54,0 %
CÓDIGO DA INSCRIÇÃO: ____________ RG (No / Órgão Emissor): _________________
2a QUESTÃO: O modelo atômico de Bohr só pode ser aplicado a átomos monoeletrônicos,
enquanto o modelo proposto por Schrödinger se aplica a todos os átomos. Explique as
diferenças entre essas duas teorias que permitiram tal distinção. Há semelhanças entre
as teorias atômicas de Bohr e de Schrödinger? Se há, quais são?
Resposta:
Bohr estabeleceu uma teoria determinística, que considera a quantização da energia dos
elétrons, mas não consegue avaliar a repulsão entre os elétrons, porque não consegue
determinar a distância entre eles. Por sua vez, Schrodinger considera a dualidade ondapartícula no comportamento do elétron. Ao considerar o seu comportamento como o de
uma onda, estabelece uma função de onda, , que elevada ao quadrado, permite avaliar
a região de probabilidade de encontrar o elétron e, com isso, estimar a repulsão entre
eles, permitindo a aplicação da sua teoria a átomos multieletrônicos, com resultados
aproximados. Além disso, o desenvolvimento matemático da sua teoria demonstra a
quantização da energia dos elétrons, de forma semelhante à teoria de Bohr, sendo que 
depende também de outros 2 números quânticos.
CÓDIGO DA INSCRIÇÃO: ____________ RG (No / Órgão Emissor): _________________
3a QUESTÃO: Determine a hibridização do átomo central das moléculas a seguir. (a) CH 4;
(b) SF4; (c) XeF4. Qual é a configuração eletrônica dos átomos centrais nessas
moléculas? Você esperaria os mesmos ângulos entre as ligações do átomo central
comparando as 3 moléculas? Explique.
Resposta:
a) CH4
C = 4 elétrons de valência (ev)
H = 1 ev x 4 átomos = 4 átomos
Total = 8 elétrons/2 = 4 pares






- sp3

b) SF4
S = 6 ev
F = 7 ev x 4 = 28
Total = 34 ev/2 = 17 pares










 - sp3d

c) XeF4
Xe = 8 ev
F = 7 ev x 4 = 28
Total = 36 ev/2 = 18 pares




 






- sp3d2
H

H  C  H

H
As três moléculas devem apresentar ângulos diferentes, porque possuem arranjos
eletrônicos diferentes, que levam a geometrias diferentes, apesar do mesmo número de
ligantes. Desse modo, no CH4, o C apresenta 4 elétrons desemparelhados, levando a uma
geometria tetraédrica, com ângulos de 109,5o. No SF4, o S possui, além dos 4 elétrons
desemparelhados, 1 par de elétrons emparelhados na configuração eletrônica, levando a
1 par isolado ao redor do átomo central, de modo que a geometria é pirâmide de base
triangular (ângulos de 120o no plano e 90o para os átomos apicais). No XeF4, o Xe possui,
além dos 4 elétrons desemparelhandos, 2 pares de elétrons emparelhados
na
configuração eletrônica, levando a 2 pares isolado ao redor do átomo central, de modo
que a geometria é octaédrica, com ângulos de 90o
CÓDIGO DA INSCRIÇÃO: ____________ RG (No / Órgão Emissor): _________________
4a QUESTÃO: Você esperaria a existência do íon HeH-? Qual seria sua ordem de ligação?
Compare a estabilidade do HeH- com a do HeH+. Responda a questão considerando a
teoria do orbital molecular.
Resposta:
Diagrama de níveis de energia para
orbitais 1s:
*1s
1s
1s
1s
Configuração eletrônica do HeHNúmero total de elétrons: 4
(1s)2 (*1s)2
OL = ½ (2-2) = 0
Configuração eletrônica do HeH+
Número total de elétrons: 2
(1s)2 (*1s)
OL = ½ (2-0) = 1
A Teoria do Orbital Molecular prevê uma ordem de ligação 0 para o HeH -, indicando que a
molécula é instável. Por sua vez, a ordem de ligação de HeH + é 1, que equivale a uma
ligação simples, fazendo com que essa molécula seja mais estável que o HeH -. Cabe
ressaltar que, no HeH-, dois elétrons ocupam os orbitais ligantes, de menor energia,
enquanto os outros dois ocupam os orbitais antiligantes, que possuem maior energia que
os orbitais atômicos isolados, levando a uma instabilidade da molécula. Já no HeH +,
apenas os orbitais ligantes são ocupados.
CÓDIGO DA INSCRIÇÃO: ____________ RG (No / Órgão Emissor): _________________
5a QUESTÃO: O tratamento do 4-cloro-1-butanol com NaOH em DMF como solvente,
levou à formação rápida de um composto com fórmula molecular C 4H8O. Determine a
estrutura do produto e sugira um mecanismo para a sua formação.
Resposta: O substrato tem a fórmula molecular C 4H9OCl, logo na conversão a C4H8O, perde um
átomo de hidrogênio e outro de cloro, isto é, uma molécula de HCl, uma ácido forte. O íon hidróxido é
um nucleófilo, mas também é uma base forte, e uma alternativa razoável à reação S N2 (incorreta) é
uma reação ácido-base com o hidrogênio mais ácido do substrato:
-
HO
+
Cl
H O
-
O
Cl
+
H2O
O deslocamento do íon cloreto pelo oxigênio nucleofílico com carga negativa do extremo oposto da
molécula leva a formação de um anel, isto é, ocorre uma ciclização.
-
O
Cl
O
+
-
Cl