PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 69 do ITA 2022
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 (\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{ 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.
(\text{s}) = sólido. (\ell) = líquido. (\text{g}) = gás. (\text{aq}) = aquoso. (\text{conc}) = concentrado. (\text{ua}) = unidades arbitrárias.
\text{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}
\text{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}) |
|---|---|---|---|---|---|
| \ce{H} | 1 | 1,01 | \ce{Cl} | 17 | 35,45 |
| \ce{B} | 5 | 10,81 | \ce{K} | 19 | 39,10 |
| \ce{C} | 6 | 12,01 | \ce{Ca} | 20 | 40,08 |
| \ce{N} | 7 | 14,01 | \ce{Mn} | 25 | 54,94 |
| \ce{O} | 8 | 16,00 | \ce{Br} | 35 | 79,90 |
| \ce{F} | 9 | 19,00 | \ce{Ag} | 47 | 107,87 |
| \ce{Na} | 11 | 22,99 | \ce{I} | 53 | 126,90 |
| \ce{Mg} | 12 | 24,30 | \ce{Hg} | 80 | 200,59 |
| \ce{P} | 15 | 30,97 | \ce{Pb} | 82 | 207,19 |
| \ce{S} | 16 | 32,06 | \ce{Pa} | 91 | 231,04 |
Considere a estrutura de Lewis de um tricloreto. São feitas as seguintes afirmações a respeito da estrutura geométrica da molécula e a possível identidade do átomo X:

I. A molécula adota uma estrutura trigonal plana, com ângulo de ligação \ce{Cl-X-Cl} maior ou igual a 120^\circ.
II. A molécula adota uma estrutura tetraédrica, com ângulo de ligação \ce{Cl-X-Cl} maior que 109{,}5^\circ.
III. O átomo “X” pode ser o nitrogênio, preservando a geometria molecular.
IV. O átomo “X” pode ser o boro, preservando a geometria molecular.
Assinale a opção que contém a(s) afirmação(ões) CORRETA(S):
- AApenas I
- BApenas I e IV
- CApenas II e III
- DApenas II e IV
- EApenas III
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Resolução comentada
A estrutura de Lewis mostra o átomo X com 3 ligações simples e 1 par de elétrons não ligante. São 4 regiões de densidade eletrônica ao redor de X, então a geometria dos pares é tetraédrica (VSEPR). Como um dos vértices é ocupado por um par isolado, a geometria molecular é piramidal trigonal, como no \ce{NH3}.
I. Falsa. A molécula não é trigonal plana. Esta geometria exige 3 regiões de densidade e nenhum par isolado, e o ângulo seria de exatamente 120^\circ.
II. Falsa. A geometria molecular não é tetraédrica, e sim piramidal. O par isolado repele mais que os pares ligantes, o que fecha o ângulo \ce{Cl-X-Cl} para valores menores que 109{,}5^\circ, não maiores.
III. Verdadeira. O nitrogênio (grupo 15) tem 5 elétrons de valência: usa 3 em ligações com o Cl e fica com 1 par isolado. O \ce{NCl3} é piramidal, preservando a geometria.
IV. Falsa. O boro (grupo 13) tem 3 elétrons de valência e faz 3 ligações sem sobrar par isolado. O \ce{BCl3} é trigonal plana, o que não preserva a geometria da figura.
Apenas a afirmação III está correta.
Alternativa E.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AAfirma geometria trigonal plana, ignorando o par de elétrons não ligante em X, que torna a molécula piramidal.
- BAlém de I estar errada, o boro não tem par isolado e formaria BCl3 plana, não a geometria da figura.
- CII está errada: a molécula é piramidal e o ângulo é menor que 109,5°, não maior.
- DErra em II (ângulo menor, não maior, e geometria piramidal) e em IV (o BCl3 é plano).
Assuntos: geometria molecular, VSEPR, estrutura de Lewis.
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Fonte: ITA 2022 · 1ª fase. Prova oficial ↗