Ligação Covalente - Exercícios - Química, Notas de estudo de Química. Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)
Corcovado
Corcovado12 de Março de 2013

Ligação Covalente - Exercícios - Química, Notas de estudo de Química. Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)

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Apostilas e exercicios de Química sobre o estudo da Ligação Covalente.
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(Microsoft Word - Exerc\355cios QG Liga\347\343o Covalente)

Exercícios

Ligação Covalente

Questão 1

Represente através de um número adequado de formas de ressonância o íon SO4 2-

e

diga qual é a ordem da ligação enxofre-oxigênio.

Questão 2

A acroleína, usada na fabricação de plásticos, pode ser obtida através da reação entre

etileno e monóxido de carbono, conforme a equação abaixo:

C C

H

H H

H

C O C C

C O

H

HH

H

+

a) Indique qual é a ligação carbono-carbono mais forte na molécula de acroleína.

Justifique.

b) Indique qual é a ligação carbono-carbono mais longa na molécula de acroleína.

Justifique.

c) As moléculas de etileno e acroleína são apolares? Justifique.

Questão 3

O íon cianato, NCO - , possui o átomo menos eletronegativo, C, no centro. O muito

instável fulminato, CNO - , tem a mesma fórmula, mas o átomo de N está no centro.

a) Desenhe três possíveis estruturas de ressonância para o CNO - e calcule as

cargas formais.

b) Com base nas cargas formais, decida qual é a estrutura de ressonância com a

distribuição de cargas mais razoável. Justifique.

Questão 4

As espécies CO, CO2, CH3OH e CO3 2-

contêm ligações carbono-oxigênio.

a) Coloque as quatro espécies em ordem crescente de energia de ligação

carbono-oxigênio. Justifique.

b) Qual espécie deve apresentar o menor comprimento para a ligação carbono-

oxigênio? Justifique.

c) As espécies CO, CO2 e CH3OH são polares? Justifique.

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Questão 5

Considerando os íons NO2 + e NO2

- , faça o que se pede:

a) Represente cada um dos íons através de um número adequado de formas de

ressonância.

b) Quais são as ordens da ligação N-O em cada um deles?

c) O comprimento da ligação N-O em um desses íons é 110 pm e no outro 124

pm. Qual comprimento de ligação corresponde a qual íon? Justifique sua

resposta.

Questão 6

a) Sabendo que os elétrons em uma molécula devem estar distribuídos de forma

que as cargas nos átomos fiquem o mais próximo possível de zero, esboce a

melhor estrutura de Lewis para o íon sulfito, SO3 2-

, com base nas cargas

formais. Deixe os cálculos indicados.

b) Em solução aquosa o íon sulfito interage com os íons H + . O H

+ se liga ao átomo

de S ou ao átomo de O no SO3 2-

. Justifique.

Questão 7

O comprimento médio da ligação simples carbono-oxigênio é de 143 pm. No íon

carbonato, CO3 2-

, a separação entre esses átomos é de 129 pm, no formaldeído (CH2O)

é de 121 pm e no monóxido de carbono, 113 pm. Esses valores são compatíveis com as

respectivas ordens de ligação? Explique.

Questão 8

a) Usando a regra do octeto, esboce a estrutura de Lewis para o íon ClO3 - .

b) Calcule a carga formal para os átomos do íon ClO3 - .

c) Indique como a carga formal do Cl pode ser reduzida.

d) Represente o íon ClO3 - através de um número adequado de formas de

ressonância.

Questão 9

Com base nas estruturas de Lewis, coloque os seguintes íons na ordem decrescente de

comprimento de ligação nitrogênio-oxigênio e forneça a ordem de ligação nitrogênio-

oxigênio em cada caso.

NO + , NO2

- , NO3

-

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Questão 10

Os íons cianato, NCO - , e fulminato, CNO

- , possuem a mesma fórmula, mas diferentes

arranjos de átomos. Esses íons podem ser representados pelas estruturas de

ressonância abaixo:

C ON ..

..

..

.. - C ON.. ..

.. -

.. C ON.. ..

.. -

..

N OC..

..

..

.. - N OC.. ..

.. -

.. N OC.. ..

.. -

..

a) Calcule as cargas formais para cada uma das estruturas de ressonância dos íons

cianato e fulminato.

b) Com base nas cargas formais, decida qual é a estrutura de ressonância com a

distribuição de cargas mais razoável, em cada caso. Justifique.

c) Com base nas cargas formais, é possível dizer qual desses dois íons é o mais

estável? Justifique.

d) Os íons cianato e fulminato foram colocados para reagir com HCl(aq). Indique

quais foram os produtos formados e onde ocorreu a ligação em cada caso

(utilize a estrutura mais viável). Justifique.

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Exercícios

Ligação Covalente RESOLVIDOS

Questão 1

Represente através de um número adequado de formas de ressonância o íon SO4 2-

e

diga qual é a ordem da ligação enxofre-oxigênio.

OL(S-O) = 6/4 = 1,5

Questão 2

A acroleína, usada na fabricação de plásticos, pode ser obtida através da reação entre

etileno e monóxido de carbono, conforme a equação abaixo:

C C

H

H H

H

C O C C

C O

H

HH

H

+

a) Indique qual é a ligação carbono-carbono mais forte na molécula de acroleína.

Justifique.

A ligação carbono-carbono mais forte é a circulada no desenho ao lado,

pois uma ligação dupla é sempre mais forte que uma ligação simples

entre os mesmos átomos. Pode-se dizer ainda que a ordem de ligação

dessa ligação é maior, portanto a ligação deve ser mais forte.

b) Indique qual é a ligação carbono-carbono mais longa na molécula de acroleína.

Justifique.

A ligação carbono-carbono mais longa é a circulada no desenho ao lado,

pois é sabido que uma ligação simples é sempre mais comprida que uma

ligação dupla entre os mesmos átomos. Isso ocorre porque quanto mais

forte é a ligação, menor é a distância entre os átomos.

c) As moléculas de etileno e acroleína são apolares? Justifique.

Não. A molécula de etileno é apolar, mas a molécula de acroleína é polar.

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Questão 3

O íon cianato, NCO - , possui o átomo menos eletronegativo, C, no centro. O muito

instável fulminato, CNO - , tem a mesma fórmula, mas o átomo de N está no centro.

a) Desenhe três possíveis estruturas de ressonância para o CNO - e calcule as

cargas formais.

N OC.. .. N OC. .

..

.. N OC.. .. . .

.. .. - - -.. ..

CF(C) = 4-6 = -2 CF(C) = 4-5 = -1 CF(C) = 4-7 = -3

CF(N) = 5-4 = 1 CF(N) = 5-4 = 1 CF(N) = 5-4 = 1

CF(O) = 6-6 = 0 CF(O) = 6-7 = -1 CF(O) = 6-5 = 1

b) Com base nas cargas formais, decida qual é a estrutura de ressonância com a

distribuição de cargas mais razoável. Justifique.

N OC.. ..

..

-..

A estrutura acima é a mais razoável pois não apresenta carga dupla ou tripla e o

oxigênio está com carga -1.

Questão 4

As espécies CO, CO2, CH3OH e CO3 2-

contêm ligações carbono-oxigênio.

a) Coloque as quatro espécies em ordem crescente de energia de ligação

carbono-oxigênio. Justifique.

CH3OH < CO2 < CO3 2-

< CO. Quanto maior a ordem de ligação, maior é a energia de

ligação. Dentre essas espécies CH3OH é a que apresenta a menor OL (OL = 1) e CO é a

que apresenta a maior OL (OL = 3).

b) Qual espécie deve apresentar o menor comprimento para a ligação carbono-

oxigênio? Justifique.

Quanto maior a OL, maior é a energia de ligação e menor é o comprimento de ligação.

Portanto, CO deve apresentar o menor comprimento de ligação.

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Questão 5

Considerando os íons NO2 + e NO2

- , faça o que se pede:

a) Represente cada um dos íons através de um número adequado de formas de

ressonância.

NO2 + :

NO2 - :

b) Quais são as ordens da ligação N-O em cada um deles?

NO2 + : OL = 2, NO2

- : OL = 1,5.

c) O comprimento da ligação N-O em um desses íons é 110 pm e no outro 124

pm. Qual comprimento de ligação corresponde a qual íon? Justifique sua

resposta.

Sabe-se que quanto maior é a ordem de ligação, menor será a distância entre os

átomos. Como o íon NO2 + possui OL = 2, seu comprimento de ligação deve ser de 110

pm e o NO2 - , cuja OL = 1,5, deverá ter comprimento de ligação igual a 124 pm.

Questão 6

a) Sabendo que os elétrons em uma molécula devem estar distribuídos de forma

que as cargas nos átomos fiquem o mais próximo possível de zero, esboce a

melhor estrutura de Lewis para o íon sulfito, SO3 2-

, com base nas cargas

formais. Deixe os cálculos indicados.

                  

     

        ! "#        $ "##    %  &  !

b) Em solução aquosa o íon sulfito interage com os íons H + . O H

+ se liga ao átomo

de S ou ao átomo de O no SO3 2-

. Justifique.

Os íons H + devem se ligar aos átomos de oxigênio, devido a carga formal negativa

desse átomo.

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Questão 7

O comprimento médio da ligação simples carbono-oxigênio é de 143 pm. No íon

carbonato, CO3 2-

, a separação entre esses átomos é de 129 pm, no formaldeído (CH2O)

é de 121 pm e no monóxido de carbono, 113 pm. Esses valores são compatíveis com as

respectivas ordens de ligação? Explique.

Sim. Pois, no íon carbonato a OL = 1,33, no formaldeído a OL = 2 e no monóxido de

carbono OL = 3. Portanto, quanto maior a OL menor é o comprimento da ligação.

Questão 8

a) Usando a regra do octeto, esboce a estrutura de Lewis para o íon ClO3 - .

O Cl

O

O:

: :

:

: :

:

:

:

:

-

b) Calcule a carga formal para os átomos do íon ClO3 - .

CF(O) = 6 - (1 + 6) = -1

CF(Cl) = 7 - (3+2) = 2

c) Indique como a carga formal do Cl pode ser reduzida.

A carga formal pode ser reduzida inserindo uma ou mais ligações duplas.

d) Represente o íon ClO3 - através de um número adequado de formas de

ressonância.

O Cl

O

O

: :

: :

:

: -

:

:

O Cl

O

O

: :

: :

:

: -

: O Cl

O

O

: :

: :

:

: -

:

:

:

Questão 9

Com base nas estruturas de Lewis, coloque os seguintes íons na ordem decrescente de

comprimento de ligação nitrogênio-oxigênio e forneça a ordem de ligação nitrogênio-

oxigênio em cada caso.

NO + , NO2

- , NO3

-

NO3 - > NO2

- > NO

+

NO +

(OL = 3)

NO2 - (OL = 1,5)

NO3 - (OL = 1,33)

NO3 -

terá o maior comprimento de ligação, já que sua OL é a menor, enquanto NO +

terá o menor comprimento de ligação, já que sua OL é a maior.

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Questão 10

Os íons cianato, NCO - , e fulminato, CNO

- , possuem a mesma fórmula, mas diferentes

arranjos de átomos. Esses íons podem ser representados pelas estruturas de

ressonância abaixo:

C ON ..

..

..

.. - C ON.. ..

.. -

.. C ON.. ..

.. -

..

N OC..

..

..

.. - N OC.. ..

.. -

.. N OC.. ..

.. -

..

a) Calcule as cargas formais para cada uma das estruturas de ressonância dos íons

cianato e fulminato.

N OC.. .. N OC. .

..

.. N OC.. .. . .

.. .. - - -.. ..

CF(C) = 4-6 = -2 CF(C) = 4-5 = -1 CF(C) = 4-7 = -3

CF(N) = 5-4 = 1 CF(N) = 5-4 = 1 CF(N) = 5-4 = 1

CF(O) = 6-6 = 0 CF(O) = 6-7 = -1 CF(O) = 6-5 = 1

C ON ..

..

..

.. - C ON.. ..

.. -

.. C ON.. ..

.. -

..

CF(C) = 4-4 = 0 CF(C) = 4-4 = 0 CF(C) = 4-4 = 0

CF(N) = 5-6 = -1 CF(N) = 5-5 = 0 CF(N) = 5-7 = -2

CF(O) = 6-6 = 0 CF(O) = 6-7 = -1 CF(O) = 6-5 = 1

b) Com base nas cargas formais, decida qual é a estrutura de ressonância com a

distribuição de cargas mais razoável, em cada caso. Justifique.

As estruturas com a distribuição de cargas mais razoável são: [N≡C-O] - e [C≡N-O]

- . No

caso do íon cianato essa é a estrutura que melhor obedece ao principio da

eletroneutralidade ficando o oxigênio, que é mais eletronegativo, com a carga -1. No

caso do fulminato essa é a única estrutura que não possui cargas duplas ou triplas.

c) Com base nas cargas formais, é possível dizer qual desses dois íons é o mais

estável? Justifique.

As cargas formais indicam que o íon cianato é mais estável, pois sua distribuição de

cargas é que melhor obedece ao princípio da eletroneutralidade.

d) Os íons cianato e fulminato foram colocados para reagir com HCl(aq). Indique

quais foram os produtos formados e onde ocorreu a ligação em cada caso

(utilize a estrutura mais viável). Justifique.

[N≡C-OH] e [C≡N-OH]. O íon H + irá se ligar aos átomos que possuem carga -1.

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