PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 60 do ITA 2021
Texto-base das questões 56 a 70 · 1ª fase
Constantes
Constante de Avogadro (\text{N}_\text{A}) = 6{,}02 \times 10^{23}\ \text{mol}^{-1}
Constante de Faraday (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 (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 (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 (e) = 2{,}72
Definições
Pressão: 1\ \text{atm} = 760\ \text{mmHg} = 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}\cdot\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}
Condições ambientes: 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. [\text{X}] = concentração da espécie química \text{X} em \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}
\ln \text{X} = 2{,}3 \log \text{X}
EPH = eletrodo padrão de hidrogênio
Massas Molares
| Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}) | Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}) |
|---|---|---|---|---|---|
| H | 1 | 1,01 | K | 19 | 39,10 |
| C | 6 | 12,01 | Ca | 20 | 40,08 |
| N | 7 | 14,01 | Cr | 24 | 52,00 |
| O | 8 | 16,00 | Mn | 25 | 54,94 |
| F | 9 | 19,00 | Fe | 26 | 55,85 |
| Na | 11 | 22,99 | Ga | 31 | 69,72 |
| Al | 13 | 26,98 | Br | 35 | 79,90 |
| S | 16 | 32,06 | Xe | 54 | 131,29 |
| Cl | 17 | 35,45 | Ce | 58 | 140,12 |
| Ar | 18 | 39,95 | Pb | 82 | 207,19 |
Considere as seguintes proposições sobre ligações químicas:
I. O comprimento de ligação e a energia de ligação são influenciados pela multiplicidade da ligação, pela ressonância e pelo raio atômico.
II. Cargas formais consideram ligações químicas perfeitamente covalentes ao assumir que os elétrons são igualmente compartilhados.
III. O poder de polarização de um cátion é maior quanto maiores forem o seu volume e a sua carga. A interação deste cátion com um ânion altamente polarizável tende a apresentar um maior caráter covalente.
IV. Na ressonância há uma diminuição da energia em função da contribuição de estruturas que possuem a mesma geometria, porém com diferentes arranjos dos elétrons.
Das afirmações acima, está(ão) ERRADA(S) apenas
- AI.
- BI e II.
- CII e IV.
- DIII.
- EIII e IV.
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Resolução comentada
Vamos avaliar cada proposição.
I (correta). Quanto maior a multiplicidade da ligação (simples, dupla, tripla), menor o comprimento e maior a energia. A ressonância deixa a ligação com caráter intermediário entre simples e dupla, o que altera comprimento e energia. O raio atômico também importa: átomos maiores formam ligações mais longas e mais fracas.
II (correta). A carga formal é calculada dividindo igualmente os elétrons de cada ligação entre os dois átomos, ou seja, tratando a ligação como perfeitamente covalente.
III (errada). Pelas regras de Fajans, o poder de polarização do cátion aumenta com a carga maior e o volume menor, porque assim a densidade de carga é alta. O enunciado diz "quanto maiores o volume", o que é falso. A segunda frase, sobre o ânion muito polarizável aumentar o caráter covalente, está certa, mas a primeira já torna a afirmação errada.
IV (correta). O híbrido de ressonância é mais estável (menor energia) do que qualquer estrutura contribuinte isolada. As estruturas contribuintes têm os mesmos núcleos nas mesmas posições (mesma geometria) e diferem só na distribuição dos elétrons.
Logo, só a III está errada.
Alternativa D.
Pegadinha: A alternativa E engana quem não percebe que a IV está correta; a pegadinha da III é a troca de "menor volume" por "maior volume" do cátion, escondida numa frase com o resto certo.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AA afirmação I é correta: multiplicidade, ressonância e raio atômico afetam comprimento e energia de ligação.
- BI e II são corretas; a carga formal de fato assume compartilhamento igual dos elétrons.
- CII e IV são corretas; a ressonância estabiliza a molécula com estruturas de mesma geometria.
- EA IV é correta; só a III erra, ao dizer que o poder de polarização cresce com o volume do cátion.
Assuntos: ligações químicas, regras de Fajans, ressonância.
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Fonte: ITA 2021 · 1ª fase. Prova oficial ↗