Questão 17

ITA 2017

Química

(ITA - 2017 - 1 FASE)

Considere as seguintes proposições para espécies químicas no estado gasoso:

A energia de ionização do íon Be³⁺ é maior do que a do íon He⁺.
O momento dipolar elétrico total da molécula de XeF₄ é maior do que o da molécula de XeF₂.
A energia necessária para quebrar a molécula de F₂ é maior do que a energia necessária para quebrar a molécula de O₂.
A energia do orbital 2s do átomo de berílio é igual à energia do orbital 2s do átomo de boro.

Das proposições acima, está(ão) CORRETA(S)

apenas I.

apenas I e IV.

apenas II.

apenas II e III.

apenas IV.

Gabarito:

apenas I.

Resolução:

[l] COrreta. A energia de ionização do íon Be³⁺ é maior do que a do íon He⁺, pois a carga nuclear do berílio (4 protons) é maior do que a carga nuclear do hélio (2 protons), ou seja, o único elétron é atraído com maior intensidade no berílio do que no hélio.

[ll] Incorreta. O momento dipolar elétrico total da moléculade XeF₄ é igual ao da molécula XeF₂.

XeF₄
Xe(8 elétrons na camada de valência):
$_{54}Xe:1s^{2};;2s^{2};;2p^{6};;3s^{2};;3p^{6};;4s^{2};;3d^{10};;4p^{6};;5s^{2};;4d^{10};;5p^{6};;5d^{0}$

Geometria das "nuvens eletrônicas": bipirâmide de base quadrada.
Geometria molecucar: quadrada $(vec{R}=vec{0})$

XeF₂

Xe (8 elétrons na camada de valência):

$_{54}Xe:1s^{2};;2s^{2};;2p^{6};;3s^{2};;3p^{6};;4s^{2};;3d^{10};;4p^{6};;5s^{2};;4d^{10};;5p^{6};;5d^{0}$

Geometria das "nuvens eletrônicas": bipirâmide de base quadrada.
Geometria molecucar: quadrada $(vec{R}=vec{0})$

[lll] Incorreta. A energia necessária para quebrar a molécula de F₂ é menor do que a energia necessária para quebrar a molécula de O₂, pois na molécula de F₂ rompe-se uma ligação simples (sigma), ja na molécula de O₂ rompe-se uma ligação dupla (uma sigma e uma pI).

[IV] Incorreta.

$_{4}Be:1s^{2};;2s^{2} ightarrow$ Carga nuclear (Z)=4

$_{5}B:1s^{2};;2s^{2};;2p^{1} ightarrow$ Carga nuclear (Z)=5

A energia do orbital 2s do átomo de berílio não é igual a energia do orbital 2s do átomo de boro pois a energia aumenta conforme a carga nuclear aumentar.

Observação teórica: no modelo de Börh existe a seguinte relação entre Z (carga nuclear) e n (nível de energia):

$R=a_{0}cdotfrac{n^2}{Z}$

$E=-Rcdotfrac{Z^2}{n^{2}}$ onde a0 e R são constantes, aplicáveis a qualquer átomo tipo-hidrogênio

Esta relação pode ser utilizada como uma analogia simplificada para o entendimento da variação de energia dos orbitais s no berílio e no boro.

O número quântico principal pode tornar os valores inteiro 1,2,3,4,...,n.

Se variarmos também o valor de Z, o tamanho da órbita também será afetado, por exemplo, o átomo tipo-hidrogênio do íon Hélio He⁺, com número atômico igual a 2, terá sempre metade do tamanho do átomo de hidrogênio correspondente.

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