Ficha nº1

Tipos de ligações químicas

1. Das seguintes afirmações indique as que são verdadeiras e corrija as falsas.

A. O comprimento de ligação corresponde à distância internuclear para a qual a energia dos átomos que formam uma molécula é mínima.

B. Para átomos que se encontrem a uma distância igual ao comprimento de ligação, a repulsão entre eles é mínima.

C. A formação de moléculas ocorre sempre com absorção de energia.

D. A energia de ligação do hidrogénio é de 436 kJ/mol. Isto significa que, quando se forma uma molécula de H2, são absorvidos 436 kJ.

E. A energia de ligação do hidrogénio é de 436 kJ/mol. Isto significa que, quando se forma uma molécula de H2, são libertados cerca de 7,2 x 10-19 J.

 

2. A figura mostra curvas da variação da energia potencial em função da distância internuclear para três gases nobres, He, Ar e Kr, na hipótese de originarem moléculas diatómicas.

Sabe-se que os pontos de ebulição dos gases nobres aumentam com o aumento da sua massa molar.

2.1. Tendo em atenção o gráfico e fazendo a sua interpretação, justifique qual dos três gases tem maior tendência para formar moléculas.

2.2. A formarem-se, qual das moléculas teria menor comprimento de ligação?

2.3. Indique o dado do gráfico que lhe permite concluir a quase impossibilidade de se formarem as referidas moléculas diatómicas.

 

3. O diagrama seguinte representa a variação de energia potencial de dois átomos de hidrogénio em função da sua distância internuclear.

a) Se a distância internuclear diminuir:

(A) as repulsões internucleares aumentam e a energia potencial do sistema diminui.

(B) as repulsões internucleares diminuem e a energia potencial do sistema diminui.

(C) as repulsões internucleares diminuem e a energia potencial do sistema aumenta.

(D) as repulsões internucleares aumentam e a energiapotencial do sistema aumenta.

b) A distância internuclear média corresponde:

(A) ao simétrico do comprimento de ligação.

(B) ao comprimento de ligação.

(C) à energia de ligação.

(D) ao simétrico da energia de ligação.

c) Exprima o valor 458 kJ/mol em J/molécula.

 

4. Os três tipos de modelos de ligação química, nos quais há partilha de eletrões, estão relacionados com os elementos envolvidos nas ligações. Estabeleça a correspondência correta entre as duas colunas.

 

5. O gráfico da figura mostra a variação da energia de ligação quando se formam duas moléculas diatómicas:

- dois átomos de X ligam-se para formar a molécula X2

- dois átomos de Y ligam-se para formar a molécula Y2

5.1 Diga o que representam os valores:

a. Ex2 e Ey2

b. r1 e r2

5.2 Indique, justificando, qual das moléculas, X2 ou Y2, é mais estável.

 

6. A água (H2O), o sal de cozinha (NaCl) e o metano (CH4), o principal componente do gás natural, são substâncias químicas utilizadas diariamente em muitas cozinhas portuguesas para a preparação de alimentos.

6.1. A notação de Lewis é uma simbologia particularmente útil para prever o tipo de ligação que o átomo de um elemento tende a estabelecer com outro. Escreva a notação de Lewis para os átomos dos elementos envolvidos nesses compostos.

6.2. Segundo Lewis, os átomos dos elementos tendem a partilhar, ceder ou captar eletrões para adquirir uma configuração eletrónica estável. O que é que a nova configuração eletrónica tem em particular que confere maior estabilidade ao átomo?

6.3. Selecione a opção que completa corretamente a afirmação seguinte.

A água, o sal de cozinha e o metano, têm as suas estruturas constituídas, respetivamente, por ligações do tipo ...

(A) iónicas, iónicas e covalentes.

(B) iónicas, covalentes e covalentes.

(C) covalentes, covalentes e iónicas.

(D) covalentes, iónicas e covalentes.

 

7. No diagrama está representada a variação de energia potencial de dois átomos de hidrogénio em função da sua distância internuclear.

7.1. Das opções A, B, C e D indique a que corresponde ao valor 0,0741 nm.

(A) Comprimento médio de ligação.

(B) Energia de ligação.

(C) Raio atómico.

(D) Raio iónico.

7.2. De entre as opções A, B, C e D indique aquela que completa corretamente a frase: "A energia potencial diminui entre as posições A e B do diagrama porque ...

(A) ... aumentam as repulsões entre os núcleos dos dois átomos."

(B) ... aumentam as atrações entre os núcleos dos dois átomos."

(C) ... diminuem as repulsões entre os núcleos dos dois átomos."

(D) ... a distância entre os dois átomos aumenta."

7.3. Uma das frases seguintes é falsa. Indique-a, justificando.

(A) A maior estabilidade possível da molécula é atingida quando Ep = 0 kJ mol-1.

(B) A molécula de H2 é mais estável que cada um dos átomos de H isolados.

 

8. Classifique como verdadeira ou falsa cada uma das frases seguintes.

(A) A molécula de hidrogénio (H2) é mais estável do que os dois átomos de hidrogénio (H) separados.

(B) Uma ligação covalente estabelece-se por partilha de eletrões.

(C) Na ligação covalente dupla são partilhados quatro pares de eletrões.

(D) Quanto menor é a energia de ligação, mais forte é a ligação.

(E) Quanto maior for a energia potencial química de uma molécula, mais estável ela é.

(F) Nas moléculas dominam as forças de repulsão entre os eletrões e entre os protões.

 

9. Faça a correspondência correta entre as letras da coluna I e os números da coluna lI:

 

10. O gráfico representa a decomposição da molécula de hidrogénio. Analisando o gráfico assinale a opção correta.

(A) X representa, em módulo, a energia de dissociação da molécula de hidrogénio em iões H+ e H-.

(B) Os átomos de hidrogénio, isoladamente, são mais estáveis do que a molécula de hidrogénio.

(C) A partir da formação da ligação, a energia aumenta devido ao afastamento dos núcleos dos átomos.

(D) Na posição de menor energia do gráfico ocorreu a formação de uma ligação covalente simples.

 

11. Selecione, dos seguintes conjuntos, aquele que só apresenta substâncias formadas por ligações metálicas.

(A) {ouro, platina, nitrogénio e azoto}

(B) {alumínio, grafite, prata, ouro}

(C) {prata, alumínio, cobre, ouro}

(D) {ouro, oxigénio, zinco e fósforo}

 

12. As ligações químicas representam interações entre unidades estruturais. Estas podem estabelecer-se entre átomos ou iões constituintes de uma mesma substância, composta ou elementar, ou podem ser estabelecidas entre átomos de unidades estruturais diferentes.

12.1. Elabore um pequeno texto que caracterize e distinga as ligações covalentes, iónicas e metálicas das ligações intermoleculares.

12.2. Estabeleça a correta correspondência entre os elementos das colunas I e II, de modo a classificar cada tipo de ligação química.

12.3. Considere a molécula de metano, constituída por um átomo de carbono ao qual estão ligados quatro átomos de hidrogénio, cuja fórmula molecular é CH4.

Relativamente ao metano podemos afirmar que :

(A) Entre as moléculas de metano estabelecem-se ligações do tipo dipolo-dipolo.

(B) As ligações dentro da molécula (intra moleculares) de metano são do tipo dipolo-dipolo induzido.

(C) O facto de o metano ser um gás à temperatura ambiente deve-se à elevada intensidade das ligações dentro da molécula.

(D) O estado físico do metano à temperatura ambiente deve-se à baixa intensidade das ligações intermoleculares.

Selecione a opção correta.

12.4. Complete os espaços com as expressões ligação metálica, ligação iónica ou ligação covalente, de modo a obter afirmações verdadeiras.

(A) A _____ caracteriza-se por uma partilha mútua de eletrões dos átomos ligados.

(B) A _____ resulta das intensas forças de atração eletrostática entre iões de carga contrária .

(C) A _____ é caracterizada pela partilha de eletrões de valência deslocalizados por vários átomos.

 

13. Explique, resumidamente, como se estabelecem os três tipos de ligações químicas: covalente, iónica e metálica.

 

14. O gráfico seguinte representa a variação da energia potencial elétrica quando se formam as moléculas A2 e B2.

14.1. De entre estas moléculas, indique:

14.1.1. a molécula menos estável;

14.1.2. a molécula com maior comprimento de ligação.

14.2. Suponha que uma das moléculas é F2 e a outra é N2. Identifique-as.

 

15. Na ligação metálica, considera-se que:

(A) os cernes dos átomos são deslocalizados e os eletrões de valência são fixos.

(B) os cernes dos átomos são deslocalizados e os eletrões de valência são deslocalizados.

(C) os cernes dos átomos são fixos e os eletrões de valência são deslocalizados.

(D) os cernes dos átomos são fixos e os eletrões de valência são fixos.

 

16. A hematite é o principal minério de onde é possível extrair o metal ferro . Além de impurezas, o minério é constituído por óxido de ferro(III).

16.1. Atendendo às posições do oxigénio e do ferro na Tabela Periódica, preveja o tipo de ligação que se estabelece no óxido de ferro (III) .

16.2. Identifique o tipo de ligação estabelecida entre os átomos de ferro, o metal extraído a partir da hematite, e explique como é que essa ligação é formada.

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