Questões Sobre Ligações Químicas - Química - 1º ano do ensino médio

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21) A figura mostra modelos de algumas moléculas com ligações covalentes entre seus átomos.

A) A e B
B) A e C
C) A, C e D
D) B, C e D
E) C e D

A alternativa correta é letra E

O efeito da eletronegatividade sobre as moléculas é que os elétrons compartilhados não se distribuem de maneira igual sobre os átomos. Os átomos mais eletronegativos trazem os elétrons para perto de si e acumulam em sua proximidade suas cargas elétricas negativas. Por consequência, os átomos menos eletronegativos ficam mais distantes dos elétrons e na vizinhança deles as cargas positivas tendem a predominar. O resultado é que as moléculas que apresentam essa característica desenvolvem dois polos elétricos, um negativo, próximo ao átomo mais eletronegativo onde os elétrons se concentram, e outro positivo, próximo ao átomo menos eletronegativo, que fica distante dos elétrons. Além disso, existe o efeito da estrutura das moléculas, as moléculas simétricas acabam tendo um momento de dipolo igual a zero, ou seja, são apolares pelo fato das cargas se anularem. Assim, as moléculas representadas por A (CH₄) e B (CO₂), são simétricas e, portanto, apolares. A molécula representada por D (HCl) é constituída por dois átomos diferentes, sendo o cloro um dos átomos mais eletronegativos, logo, este atrai os elétrons para si, formando um momento dipolar negativo sobre este e o hidrogênio, que fica pobre em elétrons, apresenta um momento dipolar positivo. Pela diferença de cargas, esta é uma molécula polar. Já a molécula C (H₂O) é polar pois os elétrons tendem a se concentrar próximos do elemento eletronegativo, o oxigênio, formando uma carga dipolo negativa sobre este e uma carga dipolo positiva sobre os átomos de hidrogênio. Como esta apresenta uma estrutura angular, os momentos de dipolo não se anulam e a molécula apresenta um momento dipolar diferente de zero, sendo polar. Dessa forma, a alternativa que apresenta moléculas polares é a E.

22) A polaridade de substâncias orgânicas é consequência tanto da geometria molecular quanto da polaridade das ligações químicas presentes na molécula. Indique a alternativa que contém apenas substâncias apolares.

A) Acetileno e álcool etílico.
B) Álcool etílico e etano.
C) Tetracloreto de carbono e etano.
D) Metano e cloreto de metila.
E) Tetracloreto de carbono e cloreto de metila.

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A alternativa correta é letra C

Considerando que compostos apolares são todos aqueles que não apresentam pólos, ou seja, não apresentam diferenças de eletronegatividade significativas, temos, dentre as alternativas, como possíveis compostos apolares, apenas o acetileno, eteno e tetracloreto de carbono. Os "pólos" destes compostos são mostrados na figura abaixo:

Assim, a alternativa "C", que lista o tetracloreto de carbono e o etano, é a correta.

23) Existem três compostos diclorobenzeno diferentes de fórmula molecular C6H4Cl2, que diferem em relação às posições dos átomos de cloro no anel benzênico, conforme as figuras 1, 2 e 3.

A) 3, somente.
B) 1 e 2, somente.
C) 1 e 3, somente.
D) 2 e 3, somente.
E) 1, 2 e 3.

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A alternativa correta é letra B

A posição dos átomos de cloro será determinante para definir a polaridade das moléculas pois, se estes estiverem em posições simétricas os momentos de dipolo se anularão e a molécula será apolar, com momento de dipolo igual a zero. Analisando as três estruturas, temos:

Portanto, as figuras 1 e 2 apresentam um momento de dipolo diferente de zero,

\vec{μ_{t}} \neq \vec{0}

, sendo ambas polares e a figura 3 apresenta um momento de dipolo igual a zero

\vec{μ_{t}} = \vec{0}

, pois os vetores se anulam, sendo apolar.

24) As moléculas Cl2, HI, C4H10 e NaCl são respectivamente:

A) polar, apolar, polar e polar.
B) apolar, polar, apolar e polar.
C) polar, polar, apolar e apolar.
D) apolar, polar, polar e apolar.
E) polar, polar, apolar e polar.

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A alternativa correta é letra B

Uma determinada molécula pode ser classificada como polar se apresenta as seguintes características:

Apresenta uma ou mais ligações polares, ou seja, ligações entre átomos de diferentes eletronegatividades;
Mesmo formada por ligações polares, a molécula polar deve apresentar também uma geometria tal que permita a concentração da nuvem eletrônica numa determinada região da mesma (pólo negativo), e um défcit de carga eletrônica em outra região (pólo positivo).

Por comparação, podemos concluir que uma molécula apolar é aquela em que as polaridades das ligações individuais se anulam.

Com base em tais definições, podemos analisar cada uma das moléculas citadas:

Cl₂ - Formado por uma ligação simples Cl-Cl, esta molécula é apolar, pois a nuvem eletrônica encontra-se igualmente dividida entre os dois átomos de igual eletronegatividade.

HI - A molécula HI deverá ser polar, porque é formada por uma ligação H-I em que o I, de maior eletronegatividade, atrai para si a nuvem eletrônica que forma a ligação química. O resultado é que o I apresenta uma carga parcial negativa e o H, mais deficiente em carga eletrônica, apresenta carga parcial positiva.

C₄H₁₀- Apesar de ser constituída por ligações apolares C-C e por ligações ligeiramente polares C-H, a geometria da molécula permite o anulamento dos vetores que representam a polaridade das ligações, de modo que a polaridade total da molécula é nula, ou seja, a molécula éapolar.

NaCl - Esta substância é formada por uma ligação iônica, ou seja, é formada pela interação entre um íon positivo (cátion Na⁺) e um íon negativo (ânion Cl^-). Ou seja, essa é uma substância polar, em que seus componentes apresentam cargas reais 1⁺ e 1^-.

Portanto, a alternativa correta é B.

25) O efeito estufa resulta principalmente da absorção da radiação infravermelha, proveniente da radiação solar, por moléculas presentes na atmosfera terrestre. A energia absorvida é armazenada na forma de energia de vibração das moléculas. Uma das condições para que uma molécula seja capaz de absorver radiação infravermelha é que ela seja polar. Com base apenas neste critério, dentre as moléculas O2, N2 e H2O, geralmente presentes na atmosfera terrestre, contribuem para o efeito estufa:

A) O₂, apenas.
B) H₂O, apenas.
C) O₂ e N₂, apenas.
D) H₂O e N₂, apenas.
E) N₂, apenas.

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A alternativa correta é letra B

Para resolver esta questão precisamos decidir o momento de dipolo de cada uma das moléculas citadas. O oxigênio (O₂) e o nitrogênio (N₂) são moléculas lineares, compostas por dois elementos de igual polaridade, estes momentos de dipolo se cancelam tornando-se nulos, portanto essas moléculas são apolares. A água (H₂O) é uma molécula angular, seu momento de dipolo não se cancela, sendo esta uma molécula polar. De acordo com o texto uma das condições para uma molécula absorver radiação infravermelha é ela ser polar e a única molécula polar dentre as citadas é a água. Portanto, a resposta correta é a alternativa B.

26) Indique o par em que ambas as substâncias sejam polares:

A) H₂O e CO₂
B) CCl₄ e CH₄
C) SO₂ e CH₄
D) H₂O e CCl₃H
E) CH₄ e H₂O

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A alternativa correta é letra D

Moléculas polares são aquelas que apresentam um momento de dipolo diferente de zero. Moléculas apolares possuem o momento de dipolo elétrico igual a zero. Em moléculas que possuem átomos iguais em posições opostas, como no CO₂, SO₂, CH₄ e CCl₄, os vetores se anulam e o momento de dipolo é igual a zero. Já nas moléculas de H₂O e CCl₃H, os vetores não se anulam e o momento de dipolo é diferente de zero. Assim, temos:

27) Um funcionário de uma empresa ficou encarregado de remover resíduos de diferentes polímeros que estavam aderidos a diversas peças. Após alguma investigação, o funcionário classificou as peças em três grupos, conforme o polímero aderido a cada uma. As fórmulas estruturais de cada um desses polímeros são as seguintes:

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A alternativa correta é letra A

Na remoção de resíduos, o que governa a afinidade dos mesmo com os solventes utilizados é a polaridades das substâncias envolvidas. Resíduos polares requerem a utilização de solventes polares para sua remoção. Resíduos apolares requerem a utilização de solventes apolares. Dos três polímeros observados, nota-se que os polímeros I e III possuem grupos hidroxila ligados ao carbono, tornando-os polar. Dessa forma o solvente mais adequado a se utilizar é a água, um composto polar. O polímero II é um hidrocarboneto e, portanto, apolar. Dessa forma, o solvente utilizado deve ser apolar, nesse caso, o hidrocarboneto n-hexano. Portanto, a resposta correta é a alternativa A.

28) Em 2010, o Prêmio Nobel de Química foi atribuído aos pesquisadores Richard F. Heck, Ei-ichi Negishi e Akira Suzuki. Eles dividiram o prêmio por terem desenvolvido novos métodos que revolucionaram a maneira de se obterem moléculas complexas levando à produção de novos medicamentos e de outros materiais úteis no nosso cotidiano. Esses métodos consistem em acoplar, na presença de um catalisador, um haleto orgânico com uma olefina (Reação de Heck), um organozinco (Reação de Negishi) ou um organoboro (Reação de Suzuki), propiciando a formação de uma nova ligação carbono-carbono.Abaixo, são mostrados exemplos de reagentes utilizados nessas reações.

A) Apenas II.
B) Apenas III.
C) Apenas I e II.
D) Apenas I e III.
E) I, II e III.

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A alternativa correta é letra D

Analisando cada afirmação:

I está correta. Pois, todos os carbonos com uma ligação dupla e duas simples são trigonais planos.

II está incorreta. Pois, o boro é trigonal plano.

III está correta. Pois, os carbonos com ligação tripla são lineares e o carbono da metila é tetraédrico.
Portanto, a alternativa correta é a letra D.

29) Na figura, são apresentados os desenhos de algumas geometrias moleculares.

A) III, I e II.
B) III, I e IV.
C) III, II e I.
D) IV, I e II.
E) IV, II e I.

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A alternativa correta é letra E

A molécula de H₂S pode ser representada pela estrutura II, haja visto que o S possui 2 pares de elétrons não-ligantes que se repulsam e conferem a geometria angular a esta molécula. A molécula de SO₃ é representada pela estrutura IV, onde o S possui 3 pares de elétrons ligados ao O. Já na molécula de BeCl₂_,o Be possui os 2 pares de elétrons ligados a dois Cl, sendo representado pela geometria linear.

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30) O nitrato, íon de geometria trigonal plana, serve como fonte de nitrogênio para as bactérias. Observe as seguintes fórmulas estruturais:

A) I.
B) II.
C) III.
D) IV.

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A alternativa correta é letra B

A fórmula iônica do íon nitrato é NO^3- . Em sua fórmula estrutural, os três átomos de oxigênio estão ligados ao átomo de nitrogênio. Pela distribuição eletrônica dessas substâncias, sabe-se que o nitrogênio apresenta cinco elétrons em sua última camada, enquanto o oxigênio apresenta seis.
De acordo com regra do octeto, para adquirir estabilidade com oito elétrons em sua camada de valência, o nitrogênio irá formar uma ligação dupla com o primeiro dos átomos de oxigênio (que também irá adquirir estabilidade) e uma ligação simples com um segundo átomo de oxigênio. Por ser um ânion de carga –1, o nitrato contém mais um elétron dos que os presentes nos átomos participantes. Esse elétron se liga ao segundo átomo de oxigênio, proporcionando assim sua estabilidade.
Resta ainda o terceiro átomo de oxigênio, que necessita de dois elétrons para alcançar a estabilidade. Como o nitrogênio já completou sua última camada, uma ligação covalente dativa entre o nitrogênio e o terceiro oxigênio é formada, utilizando dois elétrons livres do átomo de nitrogênio.
Com base nessas informações, a fórmula estrutural do ânion nitrato é representada por:

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