PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 8 (Química) da 2ª fase do ITA 2027
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.
(s) = sólido. (\ell) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias. u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em \text{mol}\ \text{L}^{-1}.
Massas Molares
| Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (\text{g}\ \text{mol}^{-1}) |
|---|---|---|
| H | 1 | 1,01 |
| B | 5 | 10,80 |
| C | 6 | 12,01 |
| N | 7 | 14,01 |
| O | 8 | 16,00 |
| F | 9 | 19,00 |
| Na | 11 | 22,99 |
| Si | 14 | 28,09 |
| S | 16 | 32,06 |
| C\ell | 17 | 35,45 |
| K | 19 | 39,10 |
| Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (\text{g}\ \text{mol}^{-1}) |
|---|---|---|
| Ca | 20 | 40,08 |
| Cr | 24 | 52,00 |
| Fe | 26 | 55,85 |
| Ni | 28 | 58,69 |
| Cu | 29 | 63,55 |
| Nb | 41 | 92,91 |
| Ag | 47 | 107,87 |
| Pt | 78 | 195,08 |
| Au | 79 | 196,97 |
| Hg | 80 | 200,59 |
| Bi | 83 | 208,98 |
Considere os elementos neutros em seu estado fundamental que possuem os números atômicos 16, 19 e 34.
a) Determine o número de elétrons desemparelhados dos elementos de números atômicos 16 e 34 e o número de elétrons da camada de valência do elemento de número atômico 19.
b) O elemento de número atômico 16 forma, com hidrogênio, um hidreto binário estável e o elemento de número atômico 34 forma, com flúor, um composto estável, no qual o átomo central estabelece quatro ligações simples com átomos de flúor. Com base na Teoria da Repulsão dos Pares Eletrônicos da Camada de Valência, determine o número de pares de elétrons não ligantes nos átomos centrais dessas duas espécies.
c) Forneça o nome da geometria molecular dos compostos formados no item b.
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Resolução comentada
a) Faça a distribuição eletrônica de cada elemento.
- Z = 16 (S): 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^4. Nos três orbitais 3p há 4 elétrons: um orbital fica completo e dois ficam com um elétron cada, pela regra de Hund. Logo, há 2 elétrons desemparelhados.
- Z = 34 (Se): [\text{Ar}]\,3d^{10}\,4s^2\,4p^4. A subcamada 4p tem a mesma configuração p^4, então há 2 elétrons desemparelhados.
- Z = 19 (K): [\text{Ar}]\,4s^1. A camada de valência é a 4s, com 1 elétron.
Resposta: S = 2; Se = 2; K = 1 elétron de valência.
b) O hidreto do enxofre é o \ce{H2S}. O S tem 6 elétrons de valência, e 2 deles formam ligações com os H. Restam 4 elétrons, ou seja, 2 pares não ligantes. O átomo central tem 2 pares ligantes e 2 não ligantes, num total de 4 domínios de elétrons.
O composto do selênio é o \ce{SeF4}. O Se tem 6 elétrons de valência, e 4 deles formam as ligações simples com o F. Restam 2 elétrons, isto é, 1 par não ligante. O átomo central tem 4 pares ligantes e 1 não ligante, num total de 5 domínios.
Resposta: \ce{H2S}: 2 pares não ligantes; \ce{SeF4}: 1 par não ligante.
c) Pela teoria da repulsão dos pares eletrônicos (VSEPR), a geometria molecular é dada só pelos átomos, e os pares não ligantes ocupam posições que minimizam a repulsão.
- \ce{H2S}: 4 domínios (arranjo tetraédrico), 2 deles não ligantes. A geometria é angular.
- \ce{SeF4}: 5 domínios (arranjo bipirâmide trigonal). O par não ligante fica na posição equatorial, que é a de menor repulsão. Os 4 átomos de F ficam dois axiais e dois equatoriais, e a geometria é gangorra (seesaw).
Resposta: \ce{H2S}: angular; \ce{SeF4}: gangorra (tetraedro distorcido).
Assuntos: Geometria molecular e polaridade, Distribuição eletrônica.
Resultado conferido com as resoluções dos cursinhos Farias Brito e Poliedro.
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Fonte: ITA 2ª fase 2027 · Química. Prova oficial ↗