Questão 5 (Química) da 2ª fase do ITA 2026

Question

Considere os elementos com as seguintes configurações eletrônicas:

\text{A} = 1\text{s}^1	\text{R} = [\text{He}]\ 2\text{s}^2\ 2\text{p}^4
\text{Z} = [\text{He}]\ 2\text{s}^2\ 2\text{p}^1	\text{Y} = [\text{He}]\ 2\text{s}^2\ 2\text{p}^5
\text{X} = [\text{He}]\ 2\text{s}^2\ 2\text{p}^2	\text{Q} = [\text{Ne}]\ 3\text{s}^2\ 3\text{p}^4
\text{G} = [\text{He}]\ 2\text{s}^2\ 2\text{p}^3

Identifique os átomos e faça o que se pede:

a) Quantos arranjos atômicos são possíveis formar para o ânion (-1), com a composição de 1X, 1G e 1Q?

b) Indique a fórmula molecular de uma molécula com geometria trigonal planar e uma pirâmide trigonal com os átomos descritos acima.

c) O Composto formado por 6X, 5A e 1Y reage com \ce{HNO3} (concentrado), \ce{H2SO4} a 25\ ^\circ\text{C}. Considerando essa reação, desenhe a(s) estrutura(s) molecular(es) do(s) produto(s) principal(is) formado(s).

d) Dadas as moléculas compostas por (i) 2 A e 1R; (ii) 2A e 1Q e (iii) 1X, 4A e 1R, coloque-as em ordem crescente de ponto de ebulição.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 5 (Química) da 2ª fase do ITA 2026

Química · Química: Geometria molecular e polaridade

Texto-base das questões 01 a 10 · Química

Constantes

Constante de Avogadro (\text{N}_\text{A}) = 6{,}02 \times 10^{23}\ \text{mol}^{-1}
Constante de Faraday (\text{F}) = 9{,}65 \times 10^4\ \text{C}\cdot\text{mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\ \text{A}\cdot\text{s}\cdot\text{mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\ \text{J}\cdot\text{V}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}
Carga elementar = 1{,}60 \times 10^{-19}\ \text{C}
Constante dos gases (\text{R}) = 8{,}21 \times 10^{-2}\ \text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} = 8{,}31\ \text{J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} = 1{,}98\ \text{cal}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}
Constante de Planck (\text{h}) = 6{,}63 \times 10^{-34}\ \text{J}\cdot\text{s}
Velocidade da luz no vácuo = 3{,}0 \times 10^8\ \text{m}\cdot\text{s}^{-1}
Número de Euler (\text{e}) = 2{,}72

Definições

Pressão: 1\ \text{atm} = 760\ \text{Torr} = 1{,}01325 \times 10^5\ \text{N}\cdot\text{m}^{-2} = 1{,}01325\ \text{bar}

Energia: 1\ \text{J} = 1\ \text{N}\cdot\text{m} = 1\ \text{kg}\ \text{m}^2\cdot\text{s}^{-2} = 6{,}24 \times 10^{18}\ \text{eV}

Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0\ ^\circ\text{C} e 1\ \text{atm}, equivalente a um volume de um gás ideal de 22{,}4\ \text{L}.

Condições ambiente: 25\ ^\circ\text{C} e 1\ \text{atm}

Condições padrão: 1\ \text{bar}; concentração das soluções = 1\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1} (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.

(\text{s}) = \text{sólido}. (\ell) = \text{líquido}. (\text{g}) = \text{gás}. (\text{aq}) = \text{aquoso}. (\text{conc}) = \text{concentrado}. (\text{ua}) = \text{unidades arbitrárias}. \text{u.m.a.} = \text{unidade de massa atômica}. [\text{X}] = \text{concentração da espécie química X em mol}\ \text{L}^{-1}.

\begin{array}{llll} \ln \text{X} = 2{,}3\ \log \text{X} & \ln 2 = 0{,}693 & \ln 5 = 1{,}609 & \sqrt{3} = 1{,}73 \\ \log 2 = 0{,}301 & \ln 3 = 1{,}099 & \text{e}^{-0{,}3465} = 0{,}707 & \sqrt{5} = 2{,}24 \end{array}

Massas Molares

Elemento Químico	Número Atômico	Massa Molar (\text{g}\ \text{mol}^{-1})	Elemento Químico	Número Atômico	Massa Molar (\text{g}\ \text{mol}^{-1})
H	1	1,01	Ca	20	40,08
B	5	10,80	Cr	24	52,00
C	6	12,01	Fe	26	55,85
N	7	14,01	Ni	28	58,69
O	8	16,00	Cu	29	63,55
F	9	19,00	Nb	41	92,91
Na	11	22,99	Ag	47	107,87
Si	14	28,09	Pt	78	195,08
S	16	32,06	Au	79	196,97
\text{C}\ell	17	35,45	Hg	80	200,59
K	19	39,10	Bi	83	208,98

Considere os elementos com as seguintes configurações eletrônicas:

\text{A} = 1\text{s}^1	\text{R} = [\text{He}]\ 2\text{s}^2\ 2\text{p}^4
\text{Z} = [\text{He}]\ 2\text{s}^2\ 2\text{p}^1	\text{Y} = [\text{He}]\ 2\text{s}^2\ 2\text{p}^5
\text{X} = [\text{He}]\ 2\text{s}^2\ 2\text{p}^2	\text{Q} = [\text{Ne}]\ 3\text{s}^2\ 3\text{p}^4
\text{G} = [\text{He}]\ 2\text{s}^2\ 2\text{p}^3

Identifique os átomos e faça o que se pede:

a) Quantos arranjos atômicos são possíveis formar para o ânion (-1), com a composição de 1X, 1G e 1Q?

b) Indique a fórmula molecular de uma molécula com geometria trigonal planar e uma pirâmide trigonal com os átomos descritos acima.

c) O Composto formado por 6X, 5A e 1Y reage com \ce{HNO3} (concentrado), \ce{H2SO4} a 25\ ^\circ\text{C}. Considerando essa reação, desenhe a(s) estrutura(s) molecular(es) do(s) produto(s) principal(is) formado(s).

d) Dadas as moléculas compostas por (i) 2 A e 1R; (ii) 2A e 1Q e (iii) 1X, 4A e 1R, coloque-as em ordem crescente de ponto de ebulição.

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Resolução comentada

Primeiro, identifique os átomos pelas configurações: A = H, Z = B, X = C, G = N, R = O, Y = F e Q = S.

a)

Os átomos são C, N e S, e o ânion tem carga -1. O total de elétrons de valência é 4+5+6+1=16, como no \ce{CO2}, então a espécie é linear, com três átomos em sequência. O que muda é qual átomo fica no centro:

C no centro: \ce{S-C-N}, o tiocianato \ce{SCN^-};
N no centro: \ce{C-N-S};
S no centro: \ce{C-S-N}.

A sequência \ce{N-C-S} é a mesma que \ce{S-C-N}, então não conta como outro arranjo. Considerando as sequências lineares, há três arranjos possíveis.

Resposta: 3 arranjos (\ce{SCN^-}, \ce{CNS^-} e \ce{CSN^-}).

b)

O boro (B) tem 3 elétrons de valência e faz 3 ligações sem par isolado. Com F, forma o \ce{BF3}, trigonal planar, com ângulos de 120^\circ.

O nitrogênio (N) tem 3 ligações e 1 par isolado. Com H, forma o \ce{NH3}, pirâmide trigonal, com ângulos próximos de 107^\circ.

Resposta: trigonal planar: \ce{BF3}; pirâmide trigonal: \ce{NH3} (também serviriam \ce{SO3} e \ce{NF3}).

c)

O composto com 6 C, 5 H e 1 F é o fluorbenzeno, \ce{C6H5F}. A mistura \ce{HNO3}/\ce{H2SO4} gera o íon nitrônio, \ce{NO2^+}, que faz substituição eletrofílica aromática (nitração).

O flúor desativa levemente o anel por efeito indutivo, mas é orientador orto/para por ressonância, pois seus pares de elétrons estabilizam o intermediário. A posição para é favorecida pelo menor impedimento estérico e pela menor repulsão com o F, e a posição orto é minoritária.

\ce{C6H5F + HNO3 ->[H2SO4] F-C6H4-NO2 + H2O}

Produto principal: 1-fluor-4-nitrobenzeno (p-fluornitrobenzeno), um anel benzênico com F e \ce{NO2} em posições opostas (1,4).
Produto minoritário: 1-fluor-2-nitrobenzeno (o-fluornitrobenzeno), com F e \ce{NO2} em carbonos vizinhos (1,2).

Resposta: o-fluornitrobenzeno e, principalmente, p-fluornitrobenzeno (mais água).

d)

As moléculas são (i) \ce{H2O}, (ii) \ce{H2S} e (iii) \ce{CH3OH} (1 C, 4 H e 1 O).

\ce{H2S}: o enxofre é pouco eletronegativo e grande, então só há dipolo-dipolo fraco e dispersão. Tem o menor ponto de ebulição, cerca de -60\ ^\circ\text{C}.
\ce{CH3OH}: tem um grupo OH e faz ligações de hidrogênio, mas só um H por molécula participa. Ferve a cerca de 65\ ^\circ\text{C}.
\ce{H2O}: tem dois H e dois pares isolados no O, o que forma uma rede tridimensional de ligações de hidrogênio. Ferve a 100\ ^\circ\text{C}.

Resposta: \ce{H2S} < \ce{CH3OH} < \ce{H2O}, ou seja, (ii) < (iii) < (i).

Assuntos: Geometria molecular e polaridade, Forças intermoleculares, Reações de substituição.

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Questão 5 no caderno Química da 2ª fase do ITA 2026

Fonte: ITA 2ª fase 2026 · Química. Prova oficial ↗