Geometria Molecular e Ligações
Químicas Intermoleculares
Gabarito Parte I:
Resposta da questão 1:
01 + 08 + 16 = 25.
Análise de Biologia:
Durante o processo de combustão biológica, a energia dos
alimentos é liberada de forma gradual. Os organismos
autótrofos conseguem transformar a energia luminosa em
energia química, que fica armazenada no ATP.
4. Quanto maior a intensidade e quantidade das ligações de
hidrogênio cruzadas, maior a energia necessária par
desfazer o colágeno que possui muitas interações desse
tipo.
5. Teremos:
Experimento
Análise das afirmações de Química:
01) Incorreta. A hidrólise enzimática ocorre com a quebra
da sacarose em moléculas menores.
02) Correta. O alto calor específico da água ocorre em
função das ligações de hidrogênio que unem suas
moléculas e são responsáveis pelo seu grande poder de
coesão.
04) Correta. As aves aquáticas utilizam as gotículas de óleo
produzidas na glândula uropigiana para
impermeabilizar suas penas, evitando a adesão das
moléculas de água.
08) Incorreta. A densidade da água sofre alterações com a
variação da temperatura.
16) Correta. O grande poder de dissolução da água é
importante para os organismos, pois todas as reações
químicas celulares ocorrem em meio aquoso.
Resposta da questão 2:
1. Consequência: Formação de rugas na pele.
Explicação: O colágeno é uma proteína que determina a
resistência do tecido conjuntivo propriamente dito que
compõe a derme. A diminuição da síntese do colágeno
causa a flacidez da pele característica da velhice.
2. a) Família X: Herança autossômica recessiva
Família Y: Herança autossômica dominante
b) Família X – alelos: A – normal; a – osteogênese.
Família Y – alelos: B – osteogênese; b – normal.
Pais: IV.1 aabb e III.2 AABb
Filhos: 50% AaBb (osteogênese) e 50% Aabb (normal)
Ab
AB
AaBb
3. Teremos:
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Ab
Aabb
I
II
Se a Hipótese 1
for verdadeira
Prolina marcada:
( x ) Sim
( ) Não
Se a Hipótese 2
for verdadeira
Prolina marcada:
( x ) Sim
( ) Não
Hidroxiprolina
marcada:
( x ) Sim
( ) Não
Hidroxiprolina
marcada:
( ) Sim
( x ) Não
Prolina marcada:
( ) Sim
( x ) Não
Prolina marcada:
( ) Sim
( x ) Não
Hidroxiprolina
marcada:
( ) Sim
( x ) Não
Hidroxiprolina
marcada:
( x ) Sim
( ) Não
6. No experimento I somente a prolina estava marcada. No
peptídeo ela é convertida em hidroxiprolina, ou seja,
teremos a prolina não convertida e a hidroxiprolina
marcadas isotopicamente.
Resposta da questão 3:
01 + 02 + 08 + 32 = 43.
[01] Verdadeira. Toda combustão é uma transformação
exotérmica. Isto se verifica pelo sinal negativo do ΔHC
.
[02] Verdadeira. A presença de ligações pi aumenta a
energia que deve ser absorvida para a quebra das
moléculas. Isso faz com que, ao final do processo, uma
menor quantidade de energia seja liberada para a
vizinhança.
[04] Falsa. A reação ocorre com liberação de energia, e não
com absorção.
[08] Verdadeira. A equação está corretamente montada e
balanceada.
[16] Falsa. As forças intermoleculares no isoctano não são
do tipo dipolo-dipolo, pois a molécula apresenta
dipolos induzidos, e não permanentes. Portanto, são
forças de dipolo temporário.
[32] Verdadeira.
Página 1
Isoctano (C8H18): MM = 114g/mol
Assim:
114g de isoctano ______ 5462,6 kJ ( liberados )
57g
E = 2713,3 kJ
______
E
Para o etanol (C2H6O): MM = 46g/mol
46g de etanol ______ 1366,8 kJ ( liberados )
m
______ 2713,3 kJ
m ≃ 91,3g.
Resposta da questão 4:
02 + 16 = 18.
[01] Falsa. As ligações pi estão representadas abaixo:
[02] Verdadeira A molécula apresenta grupos polares como
hidroxilas, por exemplo, também capazes de realizar
ligações de hidrogênio. Alguns grupos –NH também
apresentam capacidade de realizar ligações de
hidrogênio intermoleculares.
[04] Falsa. A hidroxila fenólica está ligada diretamente ao
anel aromático, o que não ocorre no grupo I.
[08] Falsa. No grupo II, os carbonos do anel aromático
2
apresentam hibridação sp , além do carbono
carboxílico.
[16] Verdadeira. O carbono marcado com asterisco é quiral:
Análise das afirmativas:
I. Incorreta. O grafeno é uma substância inorgânica e possui
2
hibridação sp , ou seja, possui duplas ligações entre os
átomos de carbono.
II. Correta. O grafeno possui elétrons livres na ligação pi
( π ) deslocalizada, devido à hibridação sp2, conferindo
caráter condutor ao grafeno.
III. Correta. Os números de oxidação do índio e do estanho
são, respectivamente, +3 e +4.
In2O3 (2(+3)+3(-2)=0)
+3 − 2
SnO2 (1(+4)+2(-2)=0)
+4 − 2
IV. Correta. No grafite, que é uma forma alotrópica do
grafeno, a rede está disposta em camadas unidas por
forças de Van der Waals.
Grafite:
Resposta da questão 7:
V – F – F – F – V.
Geometria da molécula de água: angular (4 nuvens
eletrônicas e dois ligantes); molécula polar (momento
dipolo elétrico diferente de zero).
Geometria da molécula de sulfeto de hidrogênio: angular (4
nuvens eletrônicas e dois ligantes); molécula polar
(momento dipolo elétrico diferente de zero).
[32] Falsa. Não há carbonos com hibridação sp.
Resposta da questão 5:
A reação de formação do sal é uma neutralização com
hidróxido de sódio. Sendo assim, o grupamento da
molécula orgânica que rege é um grupo carboxila.
O sal apresenta maior solubilidade em água por apresentar
caráter iônico, o que aumenta sua afinidade a solventes
polares, como a água.
Resposta da questão 6:
[E]
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As ligações H–O e H–S são polares.
Entre as moléculas de água ocorrem ligações de hidrogênio
mais fortes do que entre as moléculas de sulfeto de
hidrogênio devido à elevada eletronegatividade do
oxigênio.
No oxigênio da molécula de água e no enxofre da molécula
de sulfeto de hidrogênio são encontrados dois pares de
elétrons não ligantes.
Resposta da questão 8:
[D]
Página 2
1. CCℓ 4 e CH4 : maior massa molar e maior nuvem
eletrônica.
3. NaCℓ e HCℓ : faz ligação iônica, apresenta forças
eletrostáticas elevadas.
4. H2O e H2S : faz pontes de hidrogênio, ligações muito
intensas.
5. SO2 e CO2 : molécula polar.
Resposta da questão 9:
a) O cloreto de sódio apresenta estrutura iônica
cristalina, e seus íons estão exercem entre si atração
eletrostática (cátions e ânions). Dessa forma, a ligação
iônica é extremamente forte e isso explica o altíssimo
ponto de fusão.
A glicose é um composto molecular polar e suas
moléculas, além de apresentarem alta massa molecular
(180u), realizam ligações de hidrogênio
intermoleculares, o que contribui para o alto ponto de
fusão registrado.
Já a naftalina é um composto molecular, assim como a
glicose, porém de baixa polaridade. As forças de
interação intermoleculares são menos intensas em
relação às da glicose. São forças de dipolo temporário.
b) Cloreto de sódio – substância iônica de alta solubilidade
em água que, ao ser dissolvida, sofre dissociação, na
qual as moléculas de água (que são dipolos
Resposta da questão 12:
[A]
As substâncias e as forças intermoleculares envolvidas são:
Água (H2O) : ligações de hidrogênio ou pontes de
hidrogênio.
Etanol (CH3 CH2OH) : dipolo induzido e ligações de
hidrogênio.
Propanona (H3 CCOCH3 ) : dipolo permanente e dipolo
induzido.
Ordem crescente entre as forças intermoleculares:
propanona < etanol < água.
Ordem crescente de volatilidade: água < etanol <
propanona.
Volumes nos recipientes após algum tempo:
+
permanentes) solvatam os íons (Na e Cℓ − ).
Glicose – solúvel em água devido à sua alta polaridade e
capacidade de realização de ligações de hidrogênio
intermoleculares.
Naftalina – insolúvel devido à sua baixa polaridade, o que
dificulta sua interação com solventes altamente polares,
como a água, por exemplo.
Resposta da questão 10:
[B]
A primeira amina a ser separada é a trimetilamina, pois não
apresenta o grupo NH, logo não faz pontes de hidrogênio,
que são ligações muito intensas.
Resposta da questão 11:
a) (1) A parte apolar da molécula do etanol atrai os
hidrocarbonetos que formam a gasolina.
(2) O grupo OH presente na molécula do etanol faz
ligações (ou pontes) de hidrogênio com a água.
b) Teremos:
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Resposta da questão 13:
[A]
A água, no estado sólido, tem sua densidade diminuída, o
que pode ser verificado na superfície congelada dos lagos.
Tal fenômeno é explicado por meio da geometria existente
nas moléculas de água e pelas ligações de hidrogênio
formadas entre as moléculas de modo a aumentar o
volume da água.
Observação teórica:
A estrutura cristalina do gelo normal na qual
representamos a água (H2O) por
, onde a esfera
maior representa o átomo de oxigênio e as duas esferas
menores os dois átomos de hidrogênio:
Página 3
Resposta da questão 16:
a) Equação da reação de polimerização na obtenção do
polímero PP (polipropileno):
Podemos observar que entre cada par de oxigênios está um
átomo de hidrogênio, mais próximo do átomo de oxigênio
central em dois casos e mais afastado nos outros dois. Isto
ocorre, pois a distância entre o átomo de oxigênio (O) e o
átomo de hidrogênio (H) na ligação covalente O–H é menor
do que a ligação de hidrogênio.
A estrutura da água sólida (gelo) é muito aberta, com
grandes espaços na estrutura tridimensional, isto mostra
que ocorre uma expansão durante o congelamento, por
isso verificamos que a densidade do gelo (água sólida) é
menor do que a densidade da água líquida.
Resposta da questão 14:
[E]
Quanto maior a força intermolecular, menor a quantidade
de vapor que se forma no equilíbrio líquido-vapor, ou seja,
a propriedade físico-química cujo valor diminui com o
aumento de forças intermoleculares é a pressão de vapor.
b) O termoplástico mais encontrado no resíduo sólido
brasileiro, de acordo com o gráfico, é o PE (polietileno).
O PE é apolar e hidrofóbico, pois é formado apenas por
átomos de carbono e hidrogênio, ou seja, não tem
afinidade com a água.
Resposta da questão 17:
[B]
Verdadeiro. O modelo que explica a condutividade elétrica
da grafite é ela apresentar dois tipos de ligações
covalentes. Formando os planos de átomos, temos uma
ligação semelhante à encontrada no diamante e em outros
sólidos covalentes. Entre os planos, temos outro tipo de
ligação covalente, mais fraca, cujos elétrons têm liberdade
para se movimentar por toda a estrutura.
Resposta da questão 15:
[E]
A maior eficiência dessas fraldas descartáveis, em relação
às de pano, deve-se às interações íon-dipolo que são mais
fortes entre o poliacrilato e as moléculas de água, do que
em relação às ligações de hidrogênio entre as hidroxilas da
celulose e as moléculas de água.
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Verdadeiro. Existem as ligações de hidrogênio
intermoleculares, mas também as ligações de hidrogênio
intramoleculares. Estas últimas conferem, por exemplo,
estruturas tridimensionais muito precisas às moléculas dos
ácidos nucleicos e proteínas.
Falso. Se compararmos hidrocarbonetos de mesma massa
molar, os compostos de cadeia linear têm temperaturas de
fusão e de ebulição maiores que os de cadeia ramificada.
Verdadeiro. Toda vez que se forma uma ligação química, a
energia do sistema diminui. Essa diminuição corresponde a
uma liberação de energia do sistema para a vizinhança. A
quantidade de energia liberada é conhecida como energia
de ligação.
Observação: A solubilidade em água do clorofórmio é baixa:
0,8 g/100 mL a 20°C, por isso ocorre a formação de mistura
bifásica com a água.
Resposta da questão 21:
[A]
A partir da análise das forças intermoleculares, lembrando
que HF faz pontes de hidrogênio, que são interações mais
intensas e quanto maior a “nuvem” eletrônica (ou massa)
maior a interação intermolecular, para as moléculas que
não fazem pontes de hidrogênio, vem:
Substância
HF
HI
HBr
H Cℓ
Verdadeiro. Numa reação endotérmica, a energia
necessária para quebrar as ligações existentes nas espécies
reagentes é maior que a energia liberada na formação das
ligações dos produtos.
Resposta da questão 18:
F – V – F – V – F.
Análise das afirmativas:
(F) A ligação química entre oxigênio e hidrogênio, no
metanol, é covalente, sigma, polar.
(V) O metanol, no estado líquido, apresenta ligações de
hidrogênio intermoleculares devido à presença do
grupo OH.
(F) O carbono e o oxigênio, apresentam, respectivamente,
nenhum par e 2 pares de elétrons não ligantes.
(V) A molécula de metanol é polar (vetor momento dipolo
elétrico diferente do vetor nulo).
(F) O metanol é uma substância composta por átomos de
carbono, hidrogênio e oxigênio.
Resposta da questão 19:
[A]
Das substâncias elencadas nas alternativas, a única com
caráter apolar e, portanto, capaz de dissolver a graxa é a
gasolina.
Resposta da questão 20:
[D]
Teremos:
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Temperatura de
ebulição (°C)
20
−35
−67
−85
Resposta da questão 22:
[D]
NaCℓ em água. Os íons provenientes da dissociação do sal
interagem com dipolos permanentes presentes em
moléculas de água. Portanto, temos a interação íon-dipolo.
Acetona em água. A acetona é uma molécula polar, que
interage com moléculas de água por meio de forças dipolodipolo.
Etanol em água. Devido à presença do grupo hidroxila,
tanto na água quanto no etanol. Observa-se o predomínio
de ligações de hidrogênio intermoleculares.
Gabarito Parte II:
Resposta da questão 1:
a) Função química: Hidrocarboneto (alcino).
Característica/Justificativa: Molécula apolar, insolúvel
em H2O (polar) e solúvel em acetona (pouco polar).
b) Polar/Apolar: CO2 ou C2H2.
Polar/Polar: H2O ou CO.
c) Endotérmico, pois ∆H > 0.
d)
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e) C2H2 + (5/2)O2 → 2 CO2 + H2O
∆H = + (824 + 837 + 2,5 × 496) - (4 × 743 + 2 × 463)
∆H = 2901 - 3898 = - 997 kJ/mol.
Resposta da questão 2:
[D]
Gabarito Parte III:
Resposta da questão 1:
[D]
Teremos:
Nb x O y ⇒ [Nb]5 + x [O]2− y ⇒ [Nb]5+ 2 [O]2−5 ⇒ Nb2O5
Resposta da questão 2:
Como a amostra I é constituída por dois metais, os elétrons
são livres para movimentar-se, advindo daí a alta
condutividade no estado sólido.
Amostra II → AℓCℓ3.
Amostra III
→ MgCℓ2.
Resposta da questão 3:
[C]
Resposta da questão 4:
[A]
Resposta da questão 5:
[D]
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