Questão 18 (Química) do ITA 2011

Question

Assinale a opção que apresenta a relação ERRADA a respeito do comprimento de ligação (R) entre pares de moléculas (neutras, cátions ou ânions), todas no estado gasoso.

A
\text{R}_{\text{CO}} em \ce{CO} < \text{R}_{\text{CO}} em \ce{CO2}
B
\text{R}_{\text{NO}} em \ce{NO+} < \text{R}_{\text{NO}} em \ce{NO-}
C
\text{R}_{\text{NO}} em \ce{NO2-} < \text{R}_{\text{NO}} em \ce{NO2+}
D
\text{R}_{\text{NN}} em \ce{N2F2} < \text{R}_{\text{NN}} em \ce{N2F4}
E
\text{R}_{\text{SO}} em \ce{SO3} < \text{R}_{\text{SO}} em \ce{SO3^{2-}}

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 18 (Química) do ITA 2011

Química · Química: Ligação covalente e estruturas de Lewis

Texto-base das questões 01 a 20 · Química

Constante de Avogadro = 6,02 \times 10^{23}\text{ mol}^{-1}
Constante de Faraday (F) = 9,65 \times 10^4\text{ C mol}^{-1} = 9,65 \times 10^4\text{ A s mol}^{-1} = 9,65 \times 10^4\text{ J V}^{-1}\text{ mol}^{-1}
Volume molar de gás ideal = 22,4\text{ L (CNTP)}
Carga elementar = 1,602 \times 10^{-19}\text{ C}
Constante dos gases (R) = 8,21 \times 10^{-2}\text{ atm L K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 8,31\text{ J K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 1,98\text{ cal K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 62,4\text{ mm Hg L K}^{-1}\text{ mol}^{-1}
Constante gravitacional (g) = 9,81\text{ m s}^{-2}

DEFINIÇÕES

Pressão de 1\text{ atm} = 760\text{ mmHg} = 101\,325\text{ N m}^{-2} = 760\text{ Torr}

1\text{ J} = 1\text{ N m} = 1\text{ kg m}^2\text{ s}^{-2}

Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0\ ^\circ\text{C} e 760\text{ mmHg}

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

Condições-padrão: 25\ ^\circ\text{C} e 1\text{ atm} ; concentração das soluções = 1\text{ mol 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 . (CM) = circuito metálico . (conc) = concentrado .

(ua) = unidades arbitrárias . [A] = concentração da espécie química A em \text{mol L}^{-1}.

MASSAS MOLARES

Elemento Químico	Número Atômico	Massa Molar (\text{g mol}^{-1})	Elemento Químico	Número Atômico	Massa Molar (\text{g mol}^{-1})
H	1	1,01	Mn	25	54,94
Li	3	6,94	Fe	26	55,85
C	6	12,01	Co	27	58,93
N	7	14,01	Cu	29	63,55
O	8	16,00	Zn	30	65,39
F	9	19,00	As	33	74,92
Ne	10	20,18	Br	35	79,90
Na	11	22,99	Mo	42	95,94
Mg	12	24,30	Sb	51	121,76
Al	13	26,98	I	53	126,90
Si	14	28,08	Ba	56	137,33
S	16	32,07	Pt	78	195,08
Cl	17	35,45	Au	79	196,97
Ca	20	40,08	Hg	80	200,59

Assinale a opção que apresenta a relação ERRADA a respeito do comprimento de ligação (R) entre pares de moléculas (neutras, cátions ou ânions), todas no estado gasoso.

A
\text{R}_{\text{CO}} em \ce{CO} < \text{R}_{\text{CO}} em \ce{CO2}
B
\text{R}_{\text{NO}} em \ce{NO+} < \text{R}_{\text{NO}} em \ce{NO-}
C
\text{R}_{\text{NO}} em \ce{NO2-} < \text{R}_{\text{NO}} em \ce{NO2+}
D
\text{R}_{\text{NN}} em \ce{N2F2} < \text{R}_{\text{NN}} em \ce{N2F4}
E
\text{R}_{\text{SO}} em \ce{SO3} < \text{R}_{\text{SO}} em \ce{SO3^{2-}}

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

O comprimento de ligação diminui quando a ordem de ligação aumenta: ligação tripla < dupla < simples. Vamos calcular a ordem de ligação em cada par.

A) No \ce{CO} a ligação é tripla (ordem 3). No \ce{CO2} (O=C=O) é dupla. Logo R_{CO} em \ce{CO} é menor. Relação correta.

B) \ce{NO+} é isoeletrônico do \ce{CO}, com ligação tripla (ordem 3). \ce{NO-} é isoeletrônico do \ce{O2}, com ordem 2. Então R em \ce{NO+} é menor. Correta.

C) \ce{NO2+} é linear (O=N=O), com duas ligações duplas (ordem 2). \ce{NO2-} tem uma dupla e uma simples em ressonância (ordem 1,5). Logo R_{NO} em \ce{NO2-} é maior que em \ce{NO2+}. A relação dada (\ce{NO2-} < \ce{NO2+}) está invertida, portanto é a errada.

D) \ce{N2F2} tem N=N (dupla) e \ce{N2F4} tem N–N (simples). Dupla é menor. Correta.

E) \ce{SO3} tem caráter de ligação dupla (ordem 2 ou próxima disso). Em \ce{SO3^{2-}} a ordem é cerca de 1,33. Então R_{SO} em \ce{SO3} é menor. Correta.

A única relação errada é a da opção C.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

ACorreta: CO tem ligação tripla e CO2 tem duplas, então R em CO é menor.
BCorreta: NO+ tem ligação tripla e NO- tem dupla, então R em NO+ é menor.
DCorreta: N=N em N2F2 é mais curta que N–N em N2F4.
ECorreta: a ordem de ligação S–O em SO3 (cerca de 2) é maior que em SO3^2- (cerca de 1,33).

Assunto: Ligação covalente e estruturas de Lewis.

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Questão 18 no caderno Química do ITA 2011

Fonte: ITA 2011 · Química. Prova oficial ↗