respostas quimica ciÊncia central

7/22/2019 respostas quimica CiNCIA CENTRAL

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Respostas a exerccios selecionados

Captulo 11.1 (a) Mistura heterognea (b) mistura homognea (c) subs-tncia pura (d) mistura homognea 1.3 (a) Al (b) Na (c) Br(d) Cu (e) Si (f) N (g) Mg (h) He1.5 (a) Hidrognio (b) magnsio (c) chumbo (d) silcio (e) flor(f) estanho (g) mangans (h) arsnio 1.7 Cumcomposto;elecontm carbono e oxignio. A um composto; ele contm pelomenos carbono e oxignio. B no definvel pelas informaesdadas;ele provavelmenteum composto,umavezque poucoselementos existem como slidos brancos.1.9

1.11 Propriedades fsicas: branco prateado; lustroso; ponto defuso=649C;pontodeebulio=1.105C;densidadea20C=1,738 g/mL; processado em chapas; esticado em fios; bomcondutor. Propriedades qumicas: queima-se ao ar; reage comCl2. 1.13 (a) Qumico (b) fsico (c) fsico (d) qumico (e) qu-mico 1.15 Primeiroaquea o lquido a 100C para evaporar agua. Se houver resduo, mea as suas propriedades fsicas,como cor, densidade e ponto de fuso. Se as propriedades co-incidirem com as de NaCl, a gua contida dissolveu o sal decozinha. Se as propriedades no coincidirem, o resduo umslido diferente dissolvido. Se ho houver resduo, nenhumslido dissolvidoestpresente. 1.17 (a)1 101 (b)1 102 (c)1 1015 (d) 1 106 (e) 1 106 (f)1 103 (g) 1 109 (h) 1 103

(i) 1 1012 1.19 (a) 2,55 102 g (b) 0,40 nm (c) 575 mm 1.21(a) Tempo (b) densidade (c) comprimento (d) rea (e) tempe-ratura (f) volume (g) temperatura 1.23 (a) 1,59 g/cm3. Tetra-cloreto de carbono,1,59 g/mL, mais denso do que gua, 1,00g/mL; tetracloreto de carbono afundar, em vez de boiar nagua. (b) 1,609 kg (c) 50,35 mL 1.25 (a) Densidade calculada =0,86 g/mL. A substncia provavelmente o tolueno, densida-de=0,866g/mL.(b)40,4mLdeetilenoglicol(c)1,11 103 g denquel 1.27 4,6 108 m; 46 nm1.29 (a) 17 C (b) 422,1 F (c) 506 K (d) 108 F (e) 1.644 K

1.31 Exato:(c),(d)e(f) 1.33 7,5 cm.H dois algarismossigni-ficativos nessa medida; o nmero de cm pode ser lido compreciso, mas h alguma estimativa (incerteza) necessriapara ler os dcimos de um centmetro. 1.35 (a)4(b)3(c)4(d)3 (e) 5 1.37 (a) 3,002 102 (b) 4,565 105 (c) 6,543 103 (d)9,578 10 4 (e) 5,078 104 (f) 3,500 102 1.39 (a) 27,04(b) 8,0 (c) 1,84 103 (d) 7,66 104 1.41 Ordene os fatoresde converso de modo que as unidades iniciais cancelem-se eas unidades novas permaneam no lugar apropriado, ou nonumerador ou no denominador. 1.43 (a) 76 mL (b) 50 nm (c)6,88 104 s(d)1,55g/L(e)6,151 103 L/s 1.45 (a)4,32 105 s(b) 88,5 m (c) $0,499/L (d) 46,6 km/h (e) 1,420 L/s 1.47 (a)

1,2 10

2

L(b)4 10

2

mg(c)9,64km/L(d)26mL/g1.49

52kgde ar 1.51 467 ft 1.53 Use o kg como unidade de compara-o.5 lb de batatas < 2,5 kg; 5 kg de acar = 5 kg;1gal=4qt 4 L 4kg.Aordemdemassadomaisleveparaomaispesado5lbdebatatas


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mente seriam atrados chapa carregada positivamente e des-ceriammuito mais rpido. (c) Quanto mais vezes umamedio repetida, maior a chance de se detectar e compensar erros ex-perimentais. Millikan queria demonstrar a validade de seu re-sultado pela sua reprodutibilidade. 2.9 (a) Uma vez que os

raiosg no so desviados pelo campo eltrico, eles no tm car-ga. (b) Se os raios a e b so desviados em direes opostas emum campo eltrico, eles devem ter cargas eltricas opos-tas. 2.11 (a) 0,19 nm; 1,9 10

2ou 190 pm (b) 2,6 10

6 tomosde Kr (c) 2,9 10

23cm

32.13 (a) prton, nutron, eltron (b)

prton = +1, nutron = 0, eltron = 1 (c) O nutron o maispesado, o eltron o menos pesado. (O nutron e o prtontm massas muito similares.) 2.15 (a) 28Si: 14 p, 14 n, 14 e(b)

60Ni: 28 p, 32 n, 28 e (c)

85Rb: 37 p, 48 n, 37 e (d)

128Xe: 54 p,

74 n, 54 e (e)195

Pt: 78 p, 117 n, 78 e (f)238

U: 92 p, 146 n, 92 e2.17

Smbolo52

Cr75

As40

Ca222

Rn193

Ir

Prtons 24 33 20 86 77Nutrons 28 42 20 136 116Eltrons 24 33 20 86 77N

ode massa 52 75 40 222 193

2.19 (a) 72179Hf(b) 18

40Ar (c) 24He (d) 49

155In (e) 1428Si 2.21 (a) 6

12C

(b) As massas atmicas so as massas atmicas mdias, asoma da massade cada istopo natural de um elemento vezesa sua abundncia fracionria. Cada tomo de Cl ter a massa,de um dos istopos natural, enquanto a massa atmica umvalor proporcional. 2.23 63,55 u 2.25 (a) No experimentode raio catdico de Thomson e na espectrometria de massa,umfeixedepartculas carregadaspassa atravsdosplosdeummagneto. As partculas carregadas so desviadas pelo campomagntico de acordo com sua massa e carga. (b) O rtulo noeixo x amassaatmica,eortulo no eixoy a intensidade de

sinal. (c) Partculas no carregadas no so desviadas em umcampo magntico. O efeito do campo magntico em partcu-las carregadas em movimento a base de sua separao pormassa. 2.27 (a) massa atmica mdia = 24,31 u (b)

2.29 (a) Ag (metal) (b) He(no-metal) (c) P (no-metal) (d) Cd(metal) (e) Ca (metal) (f) Br (no-metal) (g) As (metalide)2.31 (a) K, metais alcalinos (metal) (b) I, halognios (no-metal)(c) Mg, metais alcalinos terrosos (metal) (d) Ar, gases nobres(no-metais) (e) S, calcognios (no-metal) 2.33 Uma frmu-la mnima mostra a proporo mais simples dos diferentestomos em uma molcula. Uma frmula molecular mostra onmero e os tipos exatos de tomos em uma molcula. Umafrmula estrutural mostra como esses tomos so arranja-dos. 2.35 (a) molecular: B2H6; emprica: BH3 (b) molecular:C6H12O6; emprica: CH2O 2.37 (a) 6 (b) 6(c) 12

2.39 (a)

(b)

(c)

(d)

2.41 (a) AlBr3 (b) C4H5 (c) C2H4O (d) P2O5 (e) C3H2Cl (f)BNH2 2.43 (a) Al

3+(b) Ca

2+(c) S

2(d) I

(e) Cs

+2.45 (a) GaF3,

fluoretode glio (III) (b) LiH,hidreto deltio (c) AlI3, iodetodealumnio(d)K2S, sulfeto de potssio 2.47 (a)CaBr2 (b) NH4Cl

(c) Al(C2H3O2)3 (d) K2SO4 (e) Mg3(PO4)2 2.49 Molecular: (a)B2H6 (b) CH3OH (f) NOCl (g) NF3. Inico: (c) LiNO3 (d) Sc2O3(e) CsBr(h) Ag2SO4 2.51 (a) ClO2

(b) Cl(c) ClO3

(d) ClO4 (e)

ClO 2.53 (a) Fluoreto de alumnio (b) hidrxido de ferro (II)(hidrxido ferroso) (c) nitrato de cobre (II) (nitrato cprico)(d) perclorato de brio (e) fosfato de ltio (f) sulfeto de merc-rio (I) (sulfeto mercuroso) (g) acetato de clcio (h) carbonatode cromo (III) (carbonato crmico) (i) cromato de potssio (j)sulfato de amnio 2.55 (a) Cu2O (b) K2O2 (c) Al(OH)3 (d)Zn(NO3)2 (e) Hg2Br2 (f) Fe2(CO3)3 (g) NaBrO 2.57 (a) cido

brmico (b) cido bromdrico (c) cido fosfrico (d) HClO (e)HIO3 (f) H2SO3 2.59 (a) Hexafluoreto de enxofre (b) penta-fluoreto de iodo (c) trixido de xennio (d) N2O4 (e) HCN (f)P4S6 2.61 (a) ZnCO3, ZnO, CO2 (b) HF, SiO2, SiF4, H2O (c) SO2,

H2O, H2SO3 (d) H3P (ou PH3) (e) HClO4, Cd, Cd(ClO4)2 (f)VBr3 2.63 (a) Um hidrocarboneto um composto que temcomo elementos o hidrognio e o carbono apenas. (b) Todosos alcanos so hidrocarbonetos, mas compostos que no soalcanos podem tambm ser hidrocarbonetos.

2.65 (a) Grupos funcionais so grupos de tomos especficosqueso constantes deumamolculaparaaprxima. (b) OH

(c)

2.69 A radioatividade a emisso espontnea de radiao deuma substncia. A descoberta de Becquerel mostrou que to-mos podiam decair, ou degradar, implicando que eles no soindivisveis. No entanto, s depois que Rutherford e outroscaracterizaram a natureza das emisses radioativas foi que atotalimportncia da descobertaficou aparente. 2.72 (a)2pr-

2 Qumica: a cincia central

Intensidade

do

sinal

5

24 25 26

(7,8)

(1) (1,1)

Massa atmica (u)

H H

HC2H6O, C O C H

H H

C2H6O,

H H

H C OC H

H H

CH4O,

H

H C O H

H

CH

H

H

C H

H

H(c)

CH

H

H

C C

H

H

H

H

C H

H

H(d)

Molecular: C4H10Mnima: C2H5

CH

H

H

C C

H

H

H

H

C OH

H

H


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tons, 1 nutron, 2 eltrons (b) Trtio, 3H, mais pesado. (c)Uma precisode1 1027 g seria necessria para se diferenciar3H e

3He. 2.76 (a) 8

16O, 817 O, 8

18O (b)Todosos istopos so to-mos do mesmo elemento, oxignio, com o mesmo nmeroatmico, 8 prtons no ncleo e 8 eltrons. Espera-se que seuarranjo de eltrons seja o mesmo e suas propriedades qumi-cas bastantesimilares.Cada um temnmerodenutrons, n-

mero de massa e massa atmica diferentes.2.78 (a)Oistopo68,926 u tem31prtons, 38nutronseosm-

bolo 3169Ga. O istopo 70,926 u tem 31 prtons, 40 nutrons e o

smbolo3171Ga.(b)

69Ga = 60,3%,

71Ga= 39,7% 2.81 (a)5 algaris-

mos significativos (b) 0,05444% 2.84 (a) 106266Sg tem 106 pr-

tons, 160 nutrons e 106 eltrons (b) Sg est no grupo 6B (ou 6)e imediatamente abaixo do tungstnio, W. Espera-se que aspropriedades qumicas de Sg se paream mais com as deW. 2.87 (a) xido de nquel (II), 2+ (b) xido de mangans(IV), 4+ (c) xido de cromo (III), 3+ (d) xido de molibdnio(VI), 6+ 2.90 (a) cloreto de sdio(b) bicarbonatode sdio(ouhidrogeno carbonato de sdio) (c) hipoclorito de sdio (d) hi-drxido de sdio (e) carbonato de amnio (f) sulfato de cl-cio 2.94 (a) CH (b) No. O benzeno no um alcano porque

alcanosso hidrocarbonetos comtodas as ligaes simples. (c)A frmula molecular C6H6O o u C6H5OH.Afrmula estrutu-ral

Captulo 33.1 (a) Conservao de massa (b) Os ndices inferiores em fr-mulas qumicas no devem ser mudados ao se balancearequaes porque a alterao dos ndices inferiores muda aidentidade do composto (lei da composio constante).(c)(g), (l),(s), (aq) 3.3 A equao (a) mais apropriada ao diagra-ma. 3.5 (a) 2SO2(g) + O2(g)= 2SO3(g)(b) P2O5(s) + 3H2O(l)= 2H3PO4(aq)(c) CH4(g) + 4Cl2(g)= CCl4(l) + 4HCl(g)(d) Al4C3(s) + 12H2O(l)= 4Al(OH)3(s) + 3CH4(g)(e) C4H10O(l) + 6O2(g)= 4CO2(g) + 5H2O(l)(f) 2Fe(OH)3(s) + 3H2SO4(aq)= Fe2(SO4)3(aq) + 6H2O(l)(g) Mg3N2(s) + 4H2SO4(aq)= 3MgSO4(aq) + (NH4)2SO4(aq)3.7 (a) CaC2(s) + 2H2O(l)= Ca(OH)2(aq) + C2H2(g)(b) 2KClO3(s)=

D2KCl(s) + 3O2(g)

(c) Zn(s) + H2SO4(aq)= ZnSO4(aq) + H2(g)(d) PCl3(l) + 3H2O(l)=H3PO3(aq) + 3HCl(aq)

(e) 3H2S(g) + 2Fe(OH)3(s)= Fe2S3(s) + 6H2O(g)

3.9 (a) Determine a frmula balanceando as cargas positiva enegativa no produto inico. Todos os compostos inicos soslidos. 2Na(s)+Br2(l)= 2NaBr(s) (b) O segundo reagente O2(g). Os produtos so CO2(g) e H2O(l).2C6H6(l) + 15O2(g)= 12CO2(g) + 6H2O(l)3.11 (a) Mg(s) + Cl2(g)=MgCl2(s)(b) SrCO3(s)= SrO(s) + CO2(g)(c) C7H16(l) + 1O2(g)= 7CO2(g) + 8H2O(l)(d) 2C5H12O(l) + 15O2(g)= 10CO2(g) + 12H2O(l)3.13 (a) 2Al(s) + 3Cl2(g)= 2AlCl3(s) combinao(b) C2H4(g) + 3O2(g)= 2CO2(g) + 2H2O(l) combusto(c) 6Li(s) + N2(g)= 2Li3N(s) combinao

(d) PbCO3(s)= PbO(s) + CO2(g) decomposio(e) C7H8O2(l) + 8O2(g)= 7CO2(g) + 4H2O(l) combusto3.15 (a) 34,1 u (b) 118,7 u (c) 142,3 u (d) 150,1 u (e) 212,3 u (f)159,6 u (g) 222,5 u 3.17 (a)49,9%(b) 45,0% (c)43,2%(d) 67,6%(e) 60,0% 3.19 (a) 79,2% (b) 63,2% (c) 64,6% 3.21 (a)6,022 10

23(b) A massa molecular de uma substncia em u

tem o mesmovalor numrico que a massamolar expressa em

gramas. 3.23 23gdeNacontm1molde tomos;0,5 mol deH2O contm 1,5 mol de tomos; 6,0 10

23molculas de N2

contm 2 mols tomos.3.25 4,4 10

24kg. Um mol de bolas de lanamento de peso

olmpico tem massa 0,73vezes maior do que a da Terra. 3.27(a) 72,8 g de CaH2 (b) 0,0219 mol de Mg(NO3)2 (c) 1,48 10

23

molculas de CH3OH (d) 3,52 1024 tomos de H 3.29 (a)

0,856 g de Al2(SO4)3 (b) 1,69 103

mol de Cl

(c) 0,248 g deC8H10N4O2 (d)387 g de colesterol/mol 3.31 (a)massa molar =162,3 g (b) 3,08 10

5molde alicina (c)1,86 10

19molculas de

alicina (d) 3,71 1019 tomos de S 3.33 (a) 1,15 1021 tomos

de H (b) 9,62 1019

molculas de C6H12O6 (c) 1,60 104

mol deC6H12O6 (d) 0,0287 g de C6H12O6 3.35 3,28 10

8mol de

C2H3Cl/L; 1,97 1016

molculas/L 3.37 (a) NO2 (b) No h

como saber se as frmulas mnima e molecular so as mes-mas. NO2 representa a proporo mais simples de tomos emuma molcula, mas no a nica frmula molecular poss-vel. 3.39 (a) C2H6O(b)Fe2O3 (c) CH2O 3.41 (a)CSCl2 (b) C3OF6(c) Na3AlF6 3.43 (a) C6H12 (b) NH2Cl 3.45 (a) frmulamnima,C4H5N2O; frmula molecular, C8H10N4O2 (b) frmulas mnima emolecular, NaC5H8O4N 3.47 (a)C7H8 (b)Asfrmulas mnimae molecular so C10H20O. 3.49 x = 10; Na2CO3 10 H2O 3.51 Sea equao no for balanceada, as propores de mols deriva-dos dos coeficientesficaro incorretas e levaro a quantidadescalculadas erradasde produtos. 3.53 4,0molsdeCH4 podemproduzir 4,0 mols de CO e 12,0 mols de H2. 3.55 (a) 2,4 molsde HF(b) 5,25 g de NaF (c) 0,610 g deNa2SiO3 3.57 (a) Al2S3(s)+ 6H2O(l)= 2Al(OH)3(s) + 3H2S(g) (b) 10,9 g de

Al(OH)3 3.59 (a) 3,75 mols de N2 (b) 9,28 g de NaN3 (c) 548 gde NaN3 3.61 (a) 5,50 103

mols de Al (b) 1,47 g deAlBr3 3.63 (a) O reagente limitante determinao nmero mxi-mo de mols de produto resultante de uma reao qumica;qualquer outro reagente um reagente em excesso. (b) O rea-gente limitante regula a quantidade de produtos porque ele completamente usado durante a reao; nenhum outro pro-duto pode ser feito quando um dos reagentes no est dispo-nvel.

3.65 N2 = , NH3 =

N2 + 3H2= 2NH3. Oito tomos de N (4 molculas de N2)requerem 24 tomos de H (12 molculas de H2) para reaocompleta. Apenas 9 molculas de H2 esto disponveis, tor-nando H2 o reagente limitante. Nove molculas de H2 (18 to-mos deH)determinam que 6 molculas deNH3 so produzidas.UmamolculadeN2 est em excesso. 3.67 (a) 2.125 bicicletas(b) sobram 630 estruturas, sobram 130 guides (c) as ro-das 3.69 NaOH o reagente limitante; 0,850 mol de Na2CO3pode ser produzido; 0,15 mol de CO2 permanece. 3.71 (a)

Respostas a exerccios selecionados 3

H

H

HH

OHH


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NaHCO3 o reagente limitante. (b) 0,524 g de CO2 (c) 0,238 gde cido ctrico permanecem. 3.73 0,00 g de AgNO3 (reagentelimitante), 4,32 g de Na2CO3, 5,68 g de Ag2CO3, 3,50 g deNaNO3 3.75 (a) O rendimento terico 60,3 g de C6H5Br.(b) 94,0% de rendimento 3.77 6,73 g de Li3N de rendimentoreal 3.79 (a) C4H8O2(l) + 5O2(g)= 4CO2(g) + 4H2O(l)(b) Cu(OH)2(s)= CuO(s) + H2O(g)

(c) Zn(s) + Cl2(g)= ZnCl2(s) 3.81 (a) 0,0208 mol de C,

1,25 1022 tomos de C (b) 2,77 103 mol de C9H8O4,

1,67 1021

molculas de C9H8O4 3.83 (a) massa =4,6638 10

19g de Si (b) volume = 2,0 10

19cm

3(c) compri-

mento da borda = 5,9 107

cm (=5,9 nm) 3.85 (a) A frmulamnima C10H18O. (b) A frmula molecular C10H18O. 3.87C6H5Cl 3.90 (a) 7,6 10

5mol de NaI (b) 3,44 10

3g de

NaI 3.92 1,1 kg de H2O 3.95 10,2 g de KClO3, 20,0 g deKHCO3, 13,8 g de K2CO3, 56,0 g de KCl 3.98 1,57 10

24 to-mos de O 3.100 52 kg de CO2 3.102 (a) S(s) +O2(g)= SO2(g); SO2(g) + CaO(s)= CaSO3(s)(b) 1,7 10

5kg de CaSO3/dia

Captulo 4

4.1 A gua de torneira contm muitos eletrlitos dissolvidospara completar um circuito entre um aparelho eltrico e nossocorpo, produzindo um choque. 4.3 Quando CH3OH se dis-solve, as molculas neutras de CH3OH que esto dispersaspor toda a soluo no tm carga e a soluo no condutora.Quando HC2H3O2 se dissolve, algumas molculas se ionizampara formar H

+(aq) e C2H3O2

(aq). Estes poucos ons tm algu-ma carga e a soluo fracamente condutora.4.5 (a) ZnCl2(aq)= Zn

2+(aq) + 2Cl(aq)

(b) HNO3(aq)=H+(aq) + NO3

(aq) 4.7 AX um no-ele-

trlito, AY um eletrlito fraco e AZ um eletrlito for-te. 4.9 Molculas de HCHO2, ons H

+e ons CHO2

;

HCHO2(aq)@H+(aq) + CHO2

(aq) 4.11 (a) Solvel (b) in-solvel (c) solvel (d) insolvel (e) solvel4.13

(a) Na2CO3(aq) + 2AgNO3(aq)=

Ag2CO3(s) + 2NaNO3(aq) (b) No ocorre precipitado(c) FeSO4(aq) + Pb(NO3)2(aq)= PbSO4(s) + Fe(NO3)2(aq)4.15 (a) 2Na

+(aq) + CO3

2 (aq) + Mg2+

(aq) + SO42 (aq)=

MgCO3(s) + 2Na+(aq) + SO4

2 (aq)Mg

2+(aq) + CO3

2(aq)=MgCO3(s)

(b) Pb2+

(aq) + 2NO3 (aq) + 2Na

+(aq) + S

2(aq)=PbS(s) + 2Na

+(aq) + 2NO3

(aq)Pb

2+(aq) + S

2(aq)= PbS(s)

(c) 6NH4+ (aq) + 2PO4

3 (aq) + 3Ca2+

(aq) + 6Cl(aq)=Ca3(PO4)2(s) + 6NH4

+ (aq) + 6Cl(aq)

3Ca2+

(aq) + 2PO43 (aq)= Ca3(PO4)2(s)

4.17 A soluo deve conter Ba2+. Ela poderia conter K+ e Ba2+

juntos, mas, como estamos lidando com um sal nico, supo-mos que somente Ba

2+est presente. 4.19 A soluo que for-

ma um precipitado com H2SO4(aq) Pb(NO3)2(aq); a outra Mg(NO3)2(aq). 4.21 (a) Um cido monoprtico tem um H ioni-zvel(cido), enquantoum cido diprtico tem dois. (b) Um ci-do forte completamente ionizado em soluo aquosa, aopasso que somente uma frao das molculas de cido fracoso ionizadas. (c) Um cido um doador de H+,euma base, umreceptor de H

+. 4.23 (a) cido forte (b) cido fraco (c) base

fraca (d) base forte 4.25 (a) cido, mistura de ons e molcu-las (eletrlito fraco) (b) nenhum dos anteriores, unicamentecomo molculas (no-eletrlito) (c) sal, unicamente como ons(eletrlito forte) (d) base, unicamente como ons (eletrlitoforte) 4.27 (a) H2SO3, eletrlito fraco (b) C2H5OH, no-eletr-

lito (c) NH3, eletrlito fraco (d) KClO3, eletrlito forte (e)Cu(NO3)2, eletrlito forte4.29 (a) 2HBr(aq) + Ca(OH)2(aq)=CaBr2(aq) + 2H2O(l)H

+(aq) + OH

(aq)=H2O(l)

(b) Cu(OH)2(s) + 2HClO4(aq)= Cu(ClO4)2(aq) + 2H2O(l)Cu(OH)2(s) + 2H

+(aq)= 2H2O(l) + Cu

2+(aq)

(c) Al(OH)3(s) + 3HNO3(aq)=Al(NO3)3(aq) + 3H2O(l)

Al(OH)3(s) + 3H+

(aq)= 3H2O(l) + Al

3+

(aq)4.31 (a) CdS(s) + H2SO4(aq)=CdSO4(aq) + H2S(g)CdS(s) + 2H

+(aq)=H2S(g) + Cd

2+(aq)

(b) MgCO3(s) + 2HClO4(aq)=Mg(ClO4)2(aq) + H2O(l) + CO2(g);

MgCO3(s) + 2H+(aq)=H2O(l) + CO2(g) + Mg

2+(aq)

4.33 (a) FeO(s) + 2H+(aq)=H2O(l) + Fe

2+(aq)

(b)NiO(s)+2H+(aq)=H2O(l)+Ni

2+(aq) 4.35 (a)Em termos

de transfernciade eltron, a oxidao aperdadeeltrons poruma substncia, e a reduo o ganho de eltrons. (b) Em rela-o aos nmeros de oxidao, quando uma substncia oxi-dada, seu nmero de oxidao aumenta. Quando umasubstncia reduzida, seu nmero de oxidao dimi-nui. 4.37 Os metais oxidveis mais facilmente esto perto da

base dos grupos no lado esquerdo da tabela, especialmentedos grupos 1Ae 2A. Osmetaisoxidveismenosfacilmente es-to na parte mais baixa, direita dos metais de transio, emparticular aqueles prximos base dos grupos 8B e 1B.4.39 (a) +6 (b) +4 (c) +7 (d) +1 (e) 0 (f) 14.41 (a)Ni=Ni2+,oNi oxidado; Cl2= 2Cl

, Cl redu-

zido (b) Fe2+= Fe,F reduzido; Al=Al3+, Al oxida-

do(c)Cl2= 2Cl, Cl reduzido; 2I= I2, I oxidado (d)

S2= SO4

2, S oxidado; H2O2=H2O; O reduzi-do 4.43 (a) Mn(s) + H SO2 4 (aq)=MnSO4(aq) + H2(g);Mn(s) + 2H

+(aq)=Mn2+(aq) + H2(g)

(b) 2Cr(s) + 6HBr(aq)= 2CrBr3(aq) + 3H2(g)2Cr(s) + 6H

+(aq)= 2Cr3+(aq) + 3H2(g)

(c) Sn(s) + 2HCl(aq)= SnCl2(aq) + H2(g)

Sn(s) + 2H

+

(aq)=

Sn

2+

(aq) + H2(g)(d) 2Al(s) + 6HCHO2(aq)= 2Al(CHO2)3(aq) + 3H2(g)2Al(s) + 6HCHO2(aq)= 2Al

3+(aq) + 6CHO2

(aq) + 3H2(g)4.45 (a) 2Al(s) + 3NiCl2(aq)= 2AlCl3(aq) + 3Ni(s) (b) noocorre reao (c) 2Cr(s) + 3NiSO4(aq)= Cr2(SO4)3(aq) +3Ni(s) (d) Mn(s) + 2HBr(aq)=MnBr2(aq) + H2(g)(e) H2(g) + CuCl2(aq)= Cu(s) + 2HCl(aq)4.47 (a) i. Zn(s) + Cd

2+(aq)= Cd(s) + Zn2+(aq); ii. Cd(s) +

Ni2+

(aq)=Ni(s) + Cd2+(aq) (b) Cd est entre Zn e Ni na s-rie de atividades. (c) Coloque uma lmina de ferro emCdCl2(aq). Se Cd(s) for depositado, Cd menos ativo do queFe; se no houver reao, Cd mais ativo do que Fe. Faa omesmo teste com Co se Cd for menos ativo que Fe ou com CrseCd for mais ativo doqueFe. 4.49 (a) Intensiva; aproporoda quantidade de soluto para a quantidade total de soluo a mesma, no importando quanto de soluo esteja presente.(b) O termo 0,50 mol de HCl define uma quantidade (smbolode aproximadamente 18 g) da substncia pura HCl. O termo0,50 mol/L de HCl uma razo;ela indicaqueh 0,50 mol desoluto HCl em 1,0 litro de soluo. 4.51 (a) 0,0863 mol/L deNH4Cl (b) 0,0770 mol de HNO3 (c) 83,3 mL de 1,50 mol/L deKOH 4.53 (a) 4,46 g de KBr (b) 0,145 mol/L de Ca(NO3)2 (c)20,3 mL de 1,50 mol/L de Na3PO4 4.55 (a) 0,15 mol/L deK2CrO4 tem a concentrao mais alta de K

+. (b) 30,0 mL de

0,15 mol/L de K2CrO4 tem mais ons K+. 4.57 (a) 0,14 mol/L

deNa+, 0,14mol/Lde OH

(b) 0,25 mol/L de Ca

2+, 0,50 mol/L

de Br (c) 0,25 mol/L de CH3OH (d) 0,067 mol/L de K+, 0,067



5/33

mol/L de ClO3- , 0,13 mol/L de Na+ , 0,067 mol/L de

SO42

4.59 (a) 1,69 mL de 14,8 mol/L de NH3 (b) 0,592 mol/LdeNH3 4.61 (a) Adicione 6,42g deC 12H22O11 aumbalo volu-mtrico de 125 mL, dissolva um pequeno volume de guadentro e adicione gua at a marca no gargalo do balo. Agitecompletamente para se certificar de uma mistura total. (b)Enxge completamente, limpe e encha uma bureta de 50 mL

com 1,50 mol/L de C12H22O11. Despeje 26,7 mL dessa soluoemum balo volumtrico de 400 mL,adicionegua at a mar-ca e misture completamente. 4.63 1,398 mol/L deHC2H3O2 4.65 0,117 g de NaCl 4.67 (a) 38,0 mL de 0,115mol/L de HClO4 (b) 769 mL de 0,128 mol/L de HCl (c) 0,408mol/L de AgNO3 (d) 0,275 g de KOH 4.69 27 g deNaHCO3 4.71 1,22 10

2mol/Lde soluo de Ca(OH)2;aso-

lubilidade de Ca(OH)2 0,0904g em 100 mL de soluo. 4.73(a) NiSO4(aq) + 2KOH(aq)=Ni(OH)2(s) + K2SO4(aq) (b)Ni(OH)2 (c) KOH o reagente limitante. (d) 0,927 g deNi(OH)2 (e) 0,0667 mol/L de Ni

2+(aq), 0,0667 mol/L de K

+(aq),

0,100 mol/L de SO42 (aq) 4.75 91,40% de Mg(OH)2 4.77 O

precipitado CdS(s). Na+(aq) e NO3(aq) so ons espectadores

e permanecem em soluo, junto com quaisquer ons em ex-

cesso de reagente.A equao inica lquida Cd2+

(aq) + S2

(aq)= CdS(s).4.80 (a) Al(OH)3(s) + 3H

+(aq)=Al3+(aq) + 3H2O(l)

(b) Mg(OH)2(s) + 2H+(aq)=Mg2+(aq) + 2H2O(l)

(c) MgCO3(s) + 2H+(aq)=Mg2+(aq) + H2O(l) + CO2(g)

(d) NaAl(CO3)(OH)2(s) + 4H+(aq)=

Na+(aq) + Al

3+(aq) + 3H2O(l) + CO2(g)

(e) CaCO3(s) + 2H+(aq)= Ca2+(aq) + H2O(l) + CO2(g)

4.83 (a) No ocorre reao (b) Zn(s) + Pb2+(aq)= Zn2+(aq) +Pb(s)(c)no ocorre reao (d) Zn(s) + F e2+(aq)= Zn2+(aq) +Fe(s) (e) Zn(s) + Cu

2+(aq)= Zn2+(aq) + Cu(s) (f) no ocorre

reao 4.86 1,70 mol/L de KBr 4.89 30 mols de Na+ 4.910,368 mol/L de H2O2 4.93 1,81 10

19 ons de Na+ 4.965,1 10

3kgdeNa2CO3 4.99 0,233 mol/L de Cl

4.102 (a) +5

(b) arsenato de prata (c) 5,22% de As

Captulo 55.1 Um objeto pode possuir energia em virtude de seu movi-mento ou posio. A energia cintica depende da massa doobjeto e de sua velocidade. A energia potencial depende daposio do objeto em relao ao corpo com o qual ele intera-ge. 5.3 (a) 84J (b) 20cal (c) Quandoa bolaatinge a areia, suavelocidade (e conseqentementesuaenergia cintica) caiparazero. Grande parte da energia cintica transferidaparaa areia,que se deforma quando a bola aterrissa. Parte da energia li-

beradacomo calor pela frico entre a bolae a areia. 5.5 1Btu=1.054 J 5.7 2,1 10

3kcal 5.9 Quando a bala levanta contra a

fora da gravidade, a energia cintica fornecida pelo revlverde ar transformada em energia potencial. Quando toda aenergia cintica for transformada em energia potencial (ouperda como calor por frico), a bala pra de subir e cai Ter-ra. Em princpio, se energia cinticasuficiente pudesse ser for-necidaparaa bala, elapoderiaescaparda foradegravidadeemover-se para o espao. Para um revlver de ar e uma bala,isto praticamente impossvel. 5.11 (a) O sistema a parte

bem definida do universo cujas alteraes de energia estosendo estudadas. (b) Um sistema fechado pode trocar calor,mas no massa, com sua vizinhana. 5.13 (a) Trabalho umafora aplicadasobre umadistncia. (b)A quantidade de traba-lho executado a ordem de grandeza da fora vezes a distn-cia sobre a qualela aplicada. w =f d. 5.15 (a) Gravidade; otrabalho realizado umavez que a fora da gravidade opos-

ta e o lpis levantado. (b) Fora mecnica; o trabalho reali-zadouma vez que a fora da mola comprimida oposta quan-do a mola comprimida por certa distncia. 5.17 (a) Emqualquer alterao fsica ou qumica, a energia no pode sercriada nem destruda;a energia conservada. (b) A energia in-terna (E) deum sistema a somade todas asenergiascintica epotencial dos componentes do sistema. (c) A energia interna

aumentaquando o trabalho realizado no sistema e quando ocalor transferido ao sistema.5.19 (a) DE = 152 kJ, exotrmico (b)DE = +0,75 kJ, endotrmi-co (c) DE = +14,0 kJ, endotrmico 5.21 (a) O sistema (iii) en-dotrmico. (b) DE < 0 para o sistema (iii). (c) DE > 0 para ossistemas (i)e (ii). 5.23 (a)Comopoucoou nenhum trabalho realizado pelo sistema no caso (2), o gs absorver a maiorparte da energia como calor; o gs do caso (2) ter a tempera-tura mais alta. (b) No caso (2) w 0 e q 100 J. No caso (1),uma quantidade significativa de energia ser usada para rea-lizar trabalho na vizinhana (w), mas parte ser absorvidacomo calor (+q). (c) DE maior para o caso (2) porque todos100 J aumentam a energia interna do sistema, em vez de umaparte da energia realizar trabalho na vizinhana. 5.25 (a)Uma funo de estado a propriedade que depende apenas doestado fsico (presso temperatura etc.) do sistema, e no docaminho usado para chegar ao estado atual. (b) Energia inter-na umafuno de estado; trabalho no umafuno deesta-do. (c) Temperatura uma funo de estado; no importandoquo quente ou fria a amostra estava, a temperatura dependeunicamente de sua condio presente. 5.27 (a) Para os mui-tos processos que ocorrem presso atmosfrica constante, avariao de entalpia uma medida significativa da variaode energia associada ao processo. (b) Somente sob condiesde presso constante o DH para o processo igual ao calortransferido durante o processo. (c) O processo exotrmico.5.29 (a) HC2H3O2(l) + 2O2(g)= 2H2O(l) + 2CO2(g),DH= 871,7 kJ

5.31 O reagente, 2Cl(g), tem a entalpia mais alta.5.33 (a) Exotrmica (b) 59 kJ de calor transferido (c) 6,43 g deMgO produzidos (d) +112 kJ de calor absorvido 5.35 (a)

35,4 kJ (b)0,759 kJ (c)+12,3 J 5.37 A presso constante,DE =DH PDV. Os valores tanto de P quanto de DVou Te de Dnprecisam ser conhecidos para calcular DE a partir de

DH. 5.39 DE = 125 kJ, DH= 89 kJ 5.41 (a) DH= +726,5 kJ(b)DH= 1.453 kJ(c)A reao exotrmica direta maisprov-vel de ser termodinamicamente favorecida. (d) A vaporizao endotrmica. Se o produto fosse H2O(g), a reao seria maisendotrmica e teriaDHmenos negativo. 5.43 (a) J/C ou J/K(b) J g

1 C1 ou J g1 K1 5.45 (a) 4,184 J g1 K1 (b) 774 J/C (c)904 kJ 5.47 3,47 10

4J

5.49 DH = 45,7 kJ/mol de NaOH 5.51 DEr = 25,5 kJ/g deC6H4O2 ou 2,75 10

3kJ/mol de C6H4O2

5.53 (a) A capacidade de calor do calormetro completo =14,4 J g

1K

1(b) 5,40 C 5.55 Se uma reao pode ser descrita

como uma srie de etapas, oDHparaa reao a soma das va-riaes de entalpia para cada etapa.Desde que possamos des-


2H2O(l) 2CO2(g)

H 871,7 kJ

HC2H3O2(l) 2O2(g)(b)


6/33

crever um caminho onde oDHparacada etapaseja conhecido,

o DHpara qualquer processo pode ser calculado.

5.57 (a) DH= +90 kJ

O processo de A formando C pode ser descrito como A for-mando B e B formando C. 5.59 DH= 1.300,0 kJ 5.61 DH=2,49 103 kJ 5.63 (a) As condies padro para variaes deentalpiaso P = 1 atm e alguma temperatura comum, normal-mente 298 K. (b) Entalpia de formao a variao de entalpiaque ocorre quando um composto formado a partir de seuselementos componentes. (c) Entalpia de formao padro DHf a variao de entalpia que acompanha a formao de um molde uma substncia dos elementos em seus estados pa-dro. 5.65 Sim, ainda seria possvel ter tabelas de entalpiaspadro de formao como a Tabela5.3. Entalpias de formaopadro so a diferena de entalpialquidaentreum compostoe seus elementos componentes em seus estados padro. Noimportando o valor da entalpia de formao dos elementos, aordemde grandeza da diferena nas entalpias deve ser a mes-ma (supondo que a mesma reao seja estequiomtrica).

5.67 (a) 12N2(g) +

32H2(g)=NH3(g), DHf = 46,19 kJ

(b) 18S8(s) + O2(g)= SO2(g), DHf= 296,9 kJ

(c) Rb(s) + 12Cl2(g) +

32O2(g)= RbClO3(s), DHf = 392,4 kJ

(d) N2(g) + 2H2(g) +32O2(g)=NH4NO3(s),

DHf = 365,6 kJ 5.69 DHr = 847,6 kJ

5.71 (a) DHr = 196,6 kJ (b) DHr= 37,1 kJ

(c) DHr= 556,7 kJ (d) DHr= 68,3 kJ

5.73 DHf= 248 kJ 5.75 DH

f= 924,8 kJ

5.77 (a) C8H18(l) +252O2(g)= 8CO2(g) + 9H2O(g),

DH= 5.069 kJ (b) 8C(s, gr) + 9H2(g)= C8H18(l)

(c) DHf = 255 kJ 5.79 (a)O calor de combusto a quantidade

de calor produzido quando um grama de uma substncia(combustvel) entra em combusto. (b) Glicose, C6H12O6, oacar do sangue. Sua importncia deve-se ao fato de a glicoseser o combustvel que carregado pelo sangue para as clulase entrar em combusto para produzir energia no corpo. (c) 5 g

de gordura 5.81 104 ou 1 10

2

Cal/poro 5.83 59,7 Cal 5.85(a) DHcomb = 1.850 kJ/mol de C3H4, 1.926 kJ/mol de C3H6,2044 kJ/mol de C3H8 (b) DHcomb = 4,61 10

4kJ/kg de C3H4,

4,58 104 kJ/kgdeC3H6, 4,635 104kJ/kgdeC3H8 (c)Essas

trs substncias produzem aproximadamente quantidadesidnticas de calor por unidade de massa, mas o propano marginalmente mais alto do que as outras duas. 5.87 (a)469,4m/s (b)5,124 10

21J (c) 3,086kJ/mol 5.90 Areaoes-

pontnea do airbag provavelmente exotrmica, com DHe,portanto, q. Quando o airbag infla, trabalho realizado pelosistema, portanto, o sinal de w tambm negativo. 5.93 (a)q = 0, w > 0,DE >0(b)Osinalde q negativo. As mudanasemestado descritas em ambos os casos so idnticas. DE o mes-

mo nos dois casos, mas a distribuio de energia transferidacomo o trabalho ou o calor diferente nos dois cenrios. 5.961,8 10

4ou 18.000 tijolos

5.100 (a, b) CH4(g) + O2(g)= C(s) + 2H2O(l),DH = 496,9 kJ; CH4(g) +

32O2(g)=CO(g) + 2H2O(l),

DH = 607,4 kJ; CH4(g) + 2O2(g)=CO2(g) + 2H2O(l),

DH = 890,4 kJ (c) Supondo que O2(g) esteja presente em ex-cesso, a reao que produzCO2(g) tem o DHmais negativo pormol de CH4 queimado e, portanto, os produtos mais termodi-namicamente estveis. 5.103 1,3-butadieno: (a)DH= 2.543,4kJ/mol de C4H6 (b) 47kJ/g (c) 11,18% de H; 1-buteno: (a) DH=2.718,5 kJ/molde C4H8 (b) 48 kJ/g (c) 14,37% de H; n-butano:(a) DH= 2.878,5 kJ/mol de C4H10 (b) 50 kJ/g (c) 17,34% de H(d) Conforme a porcentagem em massa de H aumenta,o calorde combusto (kJ/g) do hidrocarboneto tambm aumenta,dadoo mesmo nmero de tomos deC. Umgrfico dosdadossugere que a porcentagem em massa de H e o calor de com-

busto so diretamente proporcionais quando o nmero detomos de C for constante. 5.107 (a) 1,479 1018J/molcula(b) 1 10

15J/fton. O raio X tem aproximadamente 1.000 ve-

zes mais energia do que o que produzido pela combustode 1 molcula de CH4(g). 5.111 (a) 3,18 g de Cu (b) Cu(OH)2(c) CuSO4(aq) + 2KOH(aq)=Cu(OH)2(s) + K2SO4(aq),Cu

2+(aq) + 2OH

(aq)= Cu(OH)2(s) (d) DH= 52 kJ

Captulo 66.1 (a) Metros (b) 1/segundos (c) metros/segundo 6.3 (a)Verdadeira (b) Falsa.A freqncia da radiao diminui com oaumento do comprimento de onda. (c) Falsa. A luz ultraviole-ta tem comprimentos de onda menores do que a luz vis vel.(d) Falsa. A radiao eletromagntica e as ondas sonoras mo-vem-secom diferentes velocidades. 6.5 Comprimento de ondade raios X < ultravioleta < luz verde < luz vermelha < infraver-melho < ondas de rdio 6.7 (a) 6,63 1020 s1 (b) 1,18 108 m(c) nenhuma das duas visvel (d) 2,25 106m6.9 6,88 1014 s1; azul 6.11 (a) Quantizao significa que a ener-gias podeser absorvida ou emitidaem quantidadesespecfi-cas ou em mltiplos dessas quantidades. Essa quantidademnima de energia igual a uma constante vezes a freqnciada radiao absorvida ou emitida; E = hn. (b) Em atividadescotidianas, objetos macroscpicos como nossos corpos ga-nham e perdem quantidades totais de energia bem maioresdoque umnicoquantum hn. O ganho oua perda dorelativa-mente minsculo quantum de energia no so notados. 6.13(a) 2,45 10

19J (b) 1,80 10

20J (c) 25,3 nm; ultravioleta 6.15

(a)l=3,3mm, E =6,0 1020

J;l= 0,154mm, E = 1,29 1015

J (b) Ofton de 3,3 mm est na regio do infravermelho e o fton de0,154 nm est na regio dos raios X; o fton do raio X tem amaior energia. 6.17 (a) 6,11 10

19J/fton (b) 368 kJ/mol (c)

1,64 1015 ftons 6.19 8,1 1016 ftons/s6.21 (a) Emin = 7,22 10

19J (b) l=275nm (c) E120 = 1,66 1018J.

A energia em excesso do fton de 120 nm convertida naenergia cintica do eltron emitido. Ec = 9,3 10

19J/el-

tron. 6.23 Quando aplicada a tomos, a idia de energiasquantizadas significaqueapenas certos valoresdeDE so per-mitidos. Estes so representados pelas linhas no espectro deemisso de tomos excitados. 6.25 (a) Emitida (b) absorvida(c) emitida 6.27 E2 = 5,45 10

19J; E6 = 0,606 10

19J; DE =

4,84 1019

J; l = 410 nm, visvel, violeta 6.29 (a) Apenas li-nhas com nf = 2 representam valores deDE e comprimentosdeonda que ficam na poro visvel do espectro.Linhas com n

f=

1 tm comprimentos de onda menores e linhas com nf> 2 tm


(b)

H 30 kJ

H 60 kJ

H 90 kJ

C

A

B


7/33

comprimentos de onda maiores do que a radiao visvel. (b)ni = 3, nf = 2; l = 6,56 10

7m; essa a linha vermelha a 656 nm;

ni = 4, nf= 2; l = 4,86 10

7m; esta a linha azula 486 nm; ni = 5,

nf= 2; l= 4,34 10

7m;esta a linha violetaa 434 nm. 6.31 (a)

Regio ultravioleta (b) ni = 6, nf = 1 6.33 (a) l = 5,6 1037

m;(b) l = 2,65 10

34m (c) l = 2,3 10

13m 6.35 4,14 10

3

m/s 6.37 (a) Dx 4 1027

m (b) Dx = 3 1010

m 6.39 O mo-

delo de Bohr afirma com 100% de certeza que o eltron no hi-drognio pode serencontradoa 0,53 do ncleo. O modelo damecnica quntica um modeloestatstico queafirmaa proba-

bilidade de se encontrar o eltron em certasregiesem volta doncleo. Enquanto 0,53 o raio com a maior probabilidade,essaprobabilidade sempremenor doque 100%. 6.41 (a) n = 4, l =3, 2, 1, 0 (b) l = 2, m

l= 2, 1,0,1,2 6.43 (a) 3p: n = 3, l = 1 (b)

2s: n = 2, l = 0 (c) 4f: n = 4, l = 3 (d) 5d: n = 5, l = 2 6.45 (a) im-possvel, 1p (b) possvel (c) possvel (d) impossvel, 2d

6.47

6.49 (a) Os orbitais 1s e 2s do tomo de hidrognio tm a mes-ma forma esfrica total, mas o orbital 2s tem umaextenso ra-dial maior e um n a mais do que o orbital 1s. (b) Um nicoorbital 2p direcional em que suadensidade de eltron con-centrada ao longo de um dos trs eixos cartesianos do tomo.O orbital d

x y2 2-

tem densidade de eltron ao longo dos eixos xe y, enquanto o orbital px tem densidade somente ao longo doeixo x. (c) A distncia mdia de um eltron ao ncleo em umorbital 3s maior do que paraum eltronem umorbital2s.(d)1s < 2p < 3d < 4f< 6s 6.51 (a) Notomo de hidrognio,orbitaiscom o mesmo nmero quntico principal, n, tm a mesma

energia. (b) Em um tomo com muitos eltrons (tomo polie-letrnico), para um dado valor de n, a energia do orbital au-menta com o aumento do valor de l: s


8/33

seu tamanho aumenta em reao, caracterstica da mudanaem raioquandoumtomode no-metal forma um nion. 7.23(a) Uma srie isoeletrnica um grupo de tomos ou ons quetmomesmonmerode eltrons. (b) (i) Cl:Ar(ii)Se2 : Kr(iii)Mg

2+: Ne 7.25 (a) Como o nmero de eltrons em uma srie

isoeletrnica o mesmo, os efeitos de repulso e de blinda-gem so normalmente similares para as diferentes partculas.

medida que Z aumenta, os eltrons de valncia so maisfortemente atrados pelo ncleo e o tamanho da partcula di-minui. (b) Um eltron 2p em Na+ 7.27 (a) Se < Se2 < Te 2

(b) Co3+

< Fe3+

< Fe2+

(c) Ti4+

< Sc3+

< Ca (d) Be2+

< Na+

< Ne7.29 Te(g)= Te+(g) + e ; Te+(g)= Te2+(g) + e ;Te

2+(g)= Te3+(g) + e 7.31 (a) Deacordo com a lei deCou-

lomb, a energia de um eltron em um tomo negativa. Paraaumentar a energia do eltron e remov-lo do tomo, a ener-gia deve ser adicionada ao tomo. A energia de ionizao, DEpara este processo, positiva. (b) F tem uma primeira energiade ionizao maior que O porqueF tem Zefmaior e oseltronsmais externos em ambos os elementosesto aproximadamen-te mesmadistnciado ncleo. (c)A segunda energia de ioni-

zao de um elemento maior do que a primeira porque maisenergia necessria para superar Zef maior do ction 1+ doque a do tomo neutro. 7.33 (a) Quanto menor o tomo,maior sua primeira energia de ionizao (dos elementos noradioativos). (b) He tem a maior e Cs tem a menor primeiraenergia de ionizao. 7.35 (a) Ne (b) Mg (c) Cr (d) Br (e) Ge7.37 (a) Sb

3+, [Kr]5s

24d

10(b) Ga

+, [Ar]4s

23d

10(c) P

3, [Ne]3s

23p

6ou

[Ar] (d) Cr3+

, [Ar]3d3(e) Zn

2+, [Ar]3d

10(f) Ag

+, [Kr]4d

10

7.39 (a) Co2+

, [Ar]3d7, 3 eltrons desemparelhados (b) In+,

[Kr]5s24d

10, 0 eltron desemparelhado 7.41 Energia de ioni-

zao: Se(g)= Se+(g) + e; [Ar]4s23d104p4=[Ar]4s

23d

104p

3; afinidades eletrnicas: Se(g) + e= Se(g);

[Ar] 4s23d

104p

4= [Ar] 4s23d104p5 7.43 Li + 1e-= Li;[He] 2s

1= [He]2s2; B e + 1 e= Be; [He]2s2=

[He]2s2

2p1

.Aadiodeumeltrona Licompleta o subnvel2s.O eltron adicionado sofre praticamente a mesma carga nu-clear efetiva que o outro eltron de valncia; h uma estabili-zao total eDE negativo. Um eltron extra em Be ocuparia osubnvel 2p de maior energia. Esse eltron blindado de todaa carga nuclear pelos eltrons 2s e no sofre uma estabilizaoem energia;DE positivo.7.45 Quantomenora primeira ener-giade ionizao de um elemento, maior o carter metlico da-quele elemento.7.47 (a) Li (b) Na (c) Sn (d) Al 7.49 Inico: MgO, Li2O, Y2O3;molecular: SO2, P2O5, N2O, XeO3. Compostos inicos so for-mados pela combinao de um metal e um no-metal; com-postos moleculares so formados por dois ou mais no-metais. 7.51 (a) Um xido cido dissolvido em gua produz

uma soluo cida; um xido bsico dissolvido em gua pro-duz uma soluo bsica. (b) xidos de no-metais, como SO3,so cidos; xidos de metais, como CaO, so bsicos.7.53 (a) BaO(s) + H2O(l)= Ba(OH)2(aq)(b) FeO(s) + 2HClO4(aq)= Fe(ClO4)2(aq) + H2O(l)(c) SO3(g) + H2O(l)=H2SO4(aq)(d) CO2(g) + 2NaOH(aq)=Na2CO3(aq) + H2O(l)7.55 (a) Na, [Ne]3s

1; Mg, [Ne]3s

2(b) Ao formarem ons, ambos

adotam a configurao estvel de Ne; Na perde um eltron eMg perde dois eltrons para conseguir essa configurao. (c)A carga nuclear efetiva de Mg maior, portanto sua energiade ionizao maior. (d)Mg menos reativo porque temumaenergia de ionizao maisalta.(e)O raioatmicode Mg me-

nor porque a carganuclearefetiva maior. 7.57 (a) Ca maisreativo porque tem uma energia de ionizao mais baixa doque Mg. (b) K mais reativo porque tem uma energia de ioni-zao mais baixa do que Ca.7.59 (a) 2K(s) + Cl2(g)= 2KCl(s)(b) SrO(s) + H2O(l)= Sr(OH)2(aq)(c) 4Li(s) + O2(g)= 2Li2O(s)

(d) 2Na(s) + S(l)=Na2S(s) 7.61 H, 1s1; Li, [He] 2s1; F,

[He]2s22p

5. Como Li, H tem apenas um eltron de valncia, e

seu nmero de oxidao mais comum +1. Como F, H neces-sita apenas de umeltron para adotara configurao eletrni-ca estvel do gs nobre mais prximo; tanto H como F podemexistir no estado de oxidao 1. 7.63 (a) F, [He] 2s22p5 ; Cl,[Ne]3s

23p

5(b) F e Cl esto no mesmo grupo, e ambos adotam

uma carga inicade 1. (c) Os eltrons de valncia 2p emFes-to mais prximos do ncleo e mais fortemente seguros doqueoseltrons 3p de Cl, portanto a energia de ionizaodeF maior. (a) A alta energia de ionizao de F acopladaa uma afi-nidade eletrnicaexotrmicarelativamente grandeo fazmaisreativo do que Cl em relao a H2O. (e) Enquanto F tem apro-ximadamente a mesma carga nuclear efetiva que Cl, seu pe-

queno raio atmico d origem a grandes repulses quandoumeltronextra adicionado, portantoa afinidade eletrnicade F como um todo menos exotrmica do que a de Cl (f) Oseltrons de valncia 2p em F esto mais prximos do ncleo,tornando o raio atmico menor do que o de Cl.7.65 Sob condies ambiente, os elementos do grupo 8A sotodos gases extremamente no reativos, de forma que o nomegases inertes pareceu apropriado. inapropriado uma vezque foi descoberto que tanto Xe quanto Kr reagem com subs-tncias que tm forte tendncia a remover eltrons, como F2.7.67 (a) 2O3(g)= 3O2(g) (b) Xe(g) + F2(g)= XeF2(g);Xe(g) + 2F2(g)= XeF4(s); Xe(g) + 3F2(g)= XeF6(s); (c)S(s) + H2(g)=H2S(g) (d) 2F2(g) + 2H2O(l)= 4HF(aq) +O2(g) 7.69 (a) Te tem mais cartermetlico e melhor condu-tor eltrico. (a) temperatura ambiente, as molculas de oxi-gnio so diatmicas e existem na fase de gs. As molculasde enxofre so anis de 8 membros e existem no estado slido.(c) O cloro geralmente mais reativo do que o bromo porqueos tomos deCl tm maior(mais exotrmica) afinidade eletr-nicado que ostomos de Br. 7.71 At Z=83,h trs instnci-as onde as massas atmicas so invertidas em relao aosnmeros atmicos:Ar e K; Co e Ni; Tee I. Emcadacasoo is-topo mais abundante do elemento com o maior nmero at-mico tem mais um prton, porm menos nutrons do que oelemento com o menor nmero atmico. O menor nmero denutrons faz com que o elemento com o maior Z tenha massaatmicamenor do que a esperada. 7.73 (a) Na(b) Si3+ (c) Quan-

to maior a carga nuclear efetiva sofrida por um eltron de va-lncia, maior a energia de ionizao para aquele eltron. Deacordo com a Tabela 7.2, I1 para Na 496 kJ/mol. I4 para Si 4.360 kJ/mol. 7.76 (a) A distncia Mo F = 2,16 (b) A dis-tncia S F = 1,73 (c) A distncia Cl F = 1,70 7.79 Osubnvelcompleto 4femHf levaa uma maior mudana em Z eZef, indo de Zr para Hf do que indo de Y para La. Este maioraumento em Zef indo de Zr paraHf leva a um aumento menornoraio atmicodo que indode Y paraLa. 7.82 Energia de io-nizaodeF : F (g)= F(g)+1e; afinidade eletrnicade F:F(g) + 1e

= F (g). Os dois processos so o inverso um dooutro. As energias so iguais em mdulo mas opostas em si-nal. I1 (F

) = E(F).



9/33

7.84

O3, [Ne]3s

1 O terceiro eltron seria adicio-nado ao orbital 3s, que estmais longe do ncleo e maisfortemente blindado pelo cer-ne [Ne]. A atrao total desseeltron 3s pelo ncleo do oxi-gnio no grande o bastanteparaque O

3seja uma partcu-

la estvel.7.86 (a) Os metais do grupo 2B tm subnveis (n 1)d comple-tos.Um eltron adicionalocuparia um subnvel np e seria subs-tancialmente blindado tanto por eltrons ns como (n 1)d. Esseno umestadodeenergia mais baixo doque o tomo neutroeum eltron livre. (b) Os elementos do grupo 1B tm a configu-rao eletrnica genrica ns1(n 1)d10. Um eltron adicionalcompletaria o subnvel ns e sofreria repulso do outro eltronns. Descendo no grupo, o tamanho do subnvel ns aumenta e oefeito de repulso diminui, sendo que a carga nuclear efetivaaumenta e as afinidades eletrnicas se tornam mais negativas.7.89 O2 < Br2 < K < Mg. O2 e Br2 so no-metais apolares. O2,com massa molar bem menor, deve ter o ponto de fuso mais

baixo. K e Mg so slidos metlicos com pontos de fuso maisaltos doqueos doisno-metais. Como os metais alcalinos ter-rosos so tipicamente mais duros, mais densos, de maior pon-to de fuso que os metais alcalinos, Mg deve ter o ponto defuso mais alto do grupo. Essa ordem de pontos de fuso confirmada pelos dados nas tabelas 7.4, 7.5, 7.6 e 7.7. 7.91 Aenergia de ionizao aumenta ao mover um quadro para a di-reita em uma linhahorizontal da tabela, e diminui ao mov-lopara baixo em uma famlia. De forma semelhante, a massaatmica diminui ao mover um quadro para a direita e aumen-taaomov-loparabaixo.Assim, dois elementoscomoLi e Mgque esto relacionados diagonalmente tendem a ter energiasde ionizao e tamanhos atmicos similares, o que d origema algumassimilaridadesno comportamentoqumico. 7.94 Ocloro e o bromo esto bem mais prximos em energia de ioni-zao e afinidade eletrnica do carbono do que esto dos me-tais. O carbono tem tendncia muito maior do que um metalem manter seus eltrons e pelo menos alguma atrao peloseltrons de outros elementos. O carbono no suscetvel emformar um simples ction, portanto os compostos de carbonoe os halogneos so moleculares, em vez de inicos. 7.96 (a)Li, [He]2s

1; Zef 1+(b) I1 5,45 10

19J/tomo 328kJ/mol

(c) O valor estimado de 328 kJ/mol menor do que o valorda Tabela 7.4 de 520 kJ/mol. Nossa estimativa para Zef foium limite mais baixo; os eltrons de cerne [He] no blindamperfeitamente os eltrons 2s da carga nuclear. (d) Com basena energia de ionizao experimental, Zef = 1,26. Este valor maior do que o calculado no item (a), o que coerente com aexplicao do item (c). 7.99 (a) Mg3N2 (b) Mg3N2(s) + 3H2O(l)= 3MgO(s) + 2NH3(g); a fora diretora a produo de

NH3(g)(c)17%deMg3N2 (d)3Mg(s)+2NH3(g)=Mg3N2(s) +3H2(g). NH3 o reagente limitante e 0,46 g de H2 so formados.

(e)DHr = 368,70 kJ

Captulo 88.1 (a) Os eltrons de valncia so os que participam de liga-es qumicas. Isso normalmente significaos eltrons alm daconfigurao d e gs nobre decernedo tomo, apesar de algu-mas vezes serem apenas os eltrons donvel mais externo. (b)Um tomo de nitrogniotem 5 eltrons de valncia. (c) O to-mo (Si) tem 4 eltrons de valncia.

8.3 P, 1s22s22p63s23p3. Um eltron 3s um eltron de valncia;um eltron 2s (ou 1s) no um eltron de valncia. O eltronde valncia 3s est envolvido em ligao qumica, enquanto oeltron que no de valncia 2s nem 1s no est.

8.5

8.7

8.9 K perde um nico eltron de valncia, enquanto Ca perdedois eltrons para conseguir um octeto completo. A remoodeumeltrondo cerne deK+ oudeCa2+ seria energeticamentedesfavorvel porque os eltrons mais internos so estabiliza-

dos por uma forte atrao eletrosttica pelo ncleo. Mesmouma grande energia de rede no suficiente para promover aremoo de um eltron mais interno.8.11 (a) AlF3 (b) K2S(c)Y2O3 (d) Mg3N2 8.13 (a) Sr

2+, [Kr], con-

figurao de gs nobre (b) Ti2+, [Ar]3d2 (c) Se2, [Ar]4s23d104p6 =[Kr], configurao de gs nobre (d) Ni2+, [Ar]3d8 (e) Br,[Ar]4s

23d

104p

6= [Kr], configurao de gs nobre (f) Mn3+,

[Ar]3d4

8.15 (a) Energia de rede a energia necessria para se-parar totalmente um mol de composto inico slido em seusons gasosos. (b) A ordem de grandeza da energia de rede de-pende das ordens de grandeza das cargas dos dois ons, seusraios e o arranjo de ons na rede. 8.17 KF, 808 kJ/mol; CaO,3.414 kJ/mol;ScN, 7.547 kJ/mol. As distncias interinicas nostrs compostos so similares. Para compostos com separaesinicas similares, a energia de rede deve estar relacionada como produto das cargas dos ons. As energias de rede mostradasanteriormente esto aproximadamente relacionadas como1:4:9. Pequenas variaes devem-se s pequenas diferenasnasseparaes inicas. 8.19 Uma vez que as cargas inicas so asmesmas nos dois compostos, as separaes KBr e CsCl devemser aproximadamente iguais. 8.21 A grande energia atrativaentre Ca

2+e O

2 contrariamente carregados mais do que com-pensa a energia necessria para formar Ca2+ e O2 a partirdos tomos neutros. 8.23 A energia de rede de RbCl(s) +692 kJ/mol. Essevalor menor do que a energia de rede paraNaCl porqueRb

+tem maior raio inico doque Na+ e, portanto,

no consegue aproximar-se de Cl tanto quanto Na+. 8.25 (a)Uma ligao covalente a ligao formada quando dois tomoscompartilham umou mais pares de eltrons. (b) A ligao ini-ca em NaCl deve-se forte atrao eletrosttica entre ons deNa

+edeCl

carregadoscontrariamente.A ligao covalenteem

Cl2 deve-se ao compartilhamento de um par de eltrons pordois tomos neutros de cloro.

8.27

8.29 (a) (b) Uma ligao dupla necessria porqueno h eltrons suficientes para satisfazer a regra do octeto


2s 2p

2p2s

O, [He]2s22p4

O2, [He]2s22p6 [Ne]

(a) Ca (b) P (c) Ne (d) B

2Mg2Mg O O

Cl Cl Cl Cl

Cl

Cl

N N

O O


10/33


11/33

8.79 (a) +1(b) 1 (c) +1(supondoque o eltron mpar estejaemN)(d)0(e)+3 8.81 (a)Na estrutura de Lewis mais esquerda otomo de oxigniomais eletronegativo tema cargaformal ne-gativa (1), portanto essa estrutura provavelmente mais im-portante. (b) O comprimento N ? N mais longo que onormal e o comprimento N N Omaiscurtodoqueotpicoin-dicam que as estruturas do meio e da direita, com cargas for-

mais menos favorveis, contribuem coma estrutura como umtodo. Esse dado fsico indica que enquanto a carga formalpode ser usada para prever qual forma de ressonncia sermais importante para a estrutura observada, a influncia doscontribuintes menores na estrutura verdadeira no pode serignorada. 8.83 DH +42 kJ para a primeira reao e 200 kJpara a segunda. O ltimo muito mais favorvel porque a for-mao de 2 mols de ligaes OH mais exotrmica do que aformao de 1 mol de ligaes HH. 8.85 (a) DH= 7,85 kJ/gde C3H5N3O9 (b) 4C7H5N3O6(s)= 6N2(g) + 7CO2(g) +10H2O(g) + 21C(s)8.88 (a) Ti

2+, [Ar]3d

2; Ca, [Ar]4s

2. Os dois eltrons de valncia

em Ti2+

e em Ca esto em nveis qunticos principais diferen-tes e subnveis diferentes. (b)Em Ca 4s de mais baixa energia

do que 3d, ao passo que em Ti2+

3d de mais baixa energia doque 4s. (c) H apenas um orbital 4s, portanto os 2 eltrons devalncia em Ca esto emparelhados; h 5 orbitais 3d degene-rados,de forma que os2 eltrons de valncia em Ti2+ esto de-semparelhados. 8.90 A segunda afinidade eletrnica de O +750 kJ 8.95 (a) DH= 1.551 kJ (b) DH= 1.394 kJ (c) DH= 1.353kJ 8.97 (a) Br Br, D(g) = 193 kJ/mol, D(l) = 223,6 kJ/mol(b) CCl, D(g) = 328 kJ/mol, D(l) = 336,1 kJ/mol (c) OO,D(g) = 146 kJ/mol, D(l) = 192,7 kJ/mol (d) A entalpia de liga-o mdia nafase lquida a soma da entalpia de vaporizaoparaa molcula e as entalpias de dissociao de ligao dafasegasosa, dividida pelo nmero de ligaes dissociadas. Isso maior do que a entalpia de dissociao deligao dafase gaso-sa devido contribuio da entalpia de vaporizao.

Captulo 99.1 Sim. Os nicos ngulos de ligao possveis nesse arranjoso ngulos de 120. 9.3 (a) Um domnio de eltron uma re-gio em uma molcula onde h mais probabilidade de se en-contrar os eltrons. (b) Como os bales na Figura 9.5, cadadomnio de eltron ocupa um volume de espao finito, tam-

bm adotando um arranjo onde as repulses so minimiza-das. 9.5 (a) Trigonal plano (b) tetradrico (c) bipirmidetrigonal (d) octadrico 9.7 O arranjo indicado pelo RPENVdescreve o arranjo de todos os domniosde eltrons ligantes eno-ligantes. A geometria molecular descreve apenas as posi-es atmicas. Em NH3 h 4 domnios de eltron em torno donitrognio, portanto o arranjo tetradrico. Como h 3 dom-nios ligantes e 1 no-ligante, a geometria molecular pirmi-de trigonal. 9.9 (a) Tetradrico, tetradrica (b) bipirmidetrigonal, em forma de T (c) octadrico, pirmide quadrti-ca 9.11 (a)Tetradrica, pirmide trigonal (b) linear, linear (c)linear, linear (d) tetradrica, pirmide trigonal (e) bipirmidetrigonal, gangorra (f) octadrica, quadrtica plana 9.13 (a) i,trigonal plano; ii, tetradrica; iii, bipirmide trigonal (b) i, 0; ii,1,iii, 2 (c) N e P (d) Cl(ouBr ouI).Essa geometria molecular emforma de T origina-se a partir de um arranjo de bipirmide tri-gonal com 2 domnios no-ligantes. Supondo que cada tomode F tem 3 domnios no-ligantes e forma somente ligaessimples com A,A deveter7 eltrons de valncia e estar abaixoou no terceiro perodo da tabela peridica para produzir essasgeometrias moleculares e esse arranjo.

9.15 (a) 1 109, 2 109 (b) 3 109, 4 109 (c) 5 180 (d) 6 120, 7 109, 8 109 9.17 (a) Apesar de os dois ons terem 4domnios de eltrons ligantes, os 6 domnios totais em voltade Br necessitam de arranjo octadrico e geometria molecularquadrtica plana,enquantoos 4 domnios totais em B levam aum arranjo e uma geometria molecular tetradrica. (b) CF4ter ngulos de ligao mais prximos do valor previsto pelo

RPENV porque no h domnios de eltron no-ligantes aoredor de C. Em SF4 o domnio no-ligante simples ocuparmais espao, empurrar os domnios ligantes e levar a n-gulos de ligaoquesejamno ideais. 9.19 Cada espcietem4 domnios de eltron, mas o nmero de domnios no-ligan-tes diminui de 2 para 0, indo de NH2

para NH4+ . Uma vez que

domnios no-ligantes ocupam mais espao que domnios li-gantes, os ngulos de ligao se expandem quando o nmerode domnios no-ligantes diminui. 9.21 Sim.O vetor domo-mento de dipoloapontaa bissecante do ngulo OSO coma ponta negativa do dipolo apontando no sentido oposto dotomo de S. 9.23 (a) No Exerccio 9.13, as molculas (i) e (ii)tero momentos de dipolo diferentes de zero. A molcula (i)no tem pares deeltrons no-ligantes em A, e os 3 dipolos de

ligao AF so orientados para se cancelarem.As molculas(ii) e (iii) tm pares deeltrons no-ligantes em A e seus dipo-los de ligao no se cancelam. (b) No Exerccio 9.14, as mol-culas (i) e (ii) tm momento de dipolo igual a zero. 9.25 CO,NCl3 e SF2 so polares. 9.27 O ismero do meio tem um mo-mento de dipolo lquido igual a zero. 9.29 (a) A superposiode orbitais acontece quando orbitais atmicos de valncia emdois tomos adjacentes compartilham a mesma regio do es-pao. (b) Na teoria de ligao de valncia, a superposio deorbitais permite que dois eltrons ligantes ocupem mutua-mente o espao entre os ncleos ligados. (c) A teoria de liga-o de valncia uma combinao do conceito de orbitalatmico e o modelo de Lewis da ligao de par de el-trons. 9.31 (a) sp, 180 (b) sp3, 109 (c) sp2, 120 (d) sp3d2, 90 e

180 (e) sp3

d , 90, 120 e 1809.33

4 domnios de eltron em volta de S; arranjo tetradrico; geo-metria molecular pirmide trigonal; orbitais hbridos sp3; n-gulo OSO~107 ideal (Odomniodeeltron no-ligantereduzir de alguma forma os ngulos tetradricos.)9.35 (a) B, [He]2s

22p

1. Um eltron 2s promovido a um orbital

2s vazio. O orbital 2s e dois orbitais 2p que contm cada umumeltronso hibridizados para formartrs orbitaishbridosequivalentes em um arranjo trigonal planar. (b) sp

2

(c)

(d) Um nico orbital 2p no hibridizado. Ele repousa per-pendicularmente ao plano trigonal dos orbitais hbridos sp2.9.37 (a) sp

2(b) sp

3(c) sp (d) sp

3d (e) sp

3d

2

9.39 (a) (b)

(c) Uma ligao s geralmente mais forte que uma ligao pporque h superposio de orbital mais extensiva.


2O S O

O

B


12/33

9.41 (a)

(b) sp3, sp

2(c) O tomo de C em CH4 hibridizado sp

3; no h

orbitais p no hibridizados disponveis para a superposiopnecessria para ligaes mltiplas. Em CH2O o tomo de C hibridizado sp

2, com umorbital atmicop disponvelpara for-

mar a superposiop na ligao dupla CNO. 9.43 (a) 24el-trons de valncia (b) 18 eltrons de valncia para formarligaess(c) 2 eltrons de valncia para formar ligaesp (d)4 eltrons de valncia so no-ligantes (e) O tomo central C hibridizado sp

29.45 (a)~109 emtornode C mais esquerda,

sp3, ~120 emtornode C direita, sp2 (b) O O duplamente li-

gado pode servistocomo sp2, e o outro comosp

3; o nitrognio

sp3com ngulos de ligao de aproximadamente109. (c) nove

ligaess, uma ligaop 9.47 (a) Em uma ligaop localiza-da, a densidade eletrnica concentrada entre os dois tomosformando a ligao. Em uma ligaop Deslocalizada, a densi-

dade eletrnica espalhada por todos os tomos que contri-buem com orbitais p para a rede. (b) A existncia de mais deuma forma de ressonncia uma boa indicao de que umamolcula ter ligaop deslocalizada. (c) Deslocalizada 9.49(a) Orbitais atmicos e moleculares tm energia e formas ca-ractersticas; cada um pode conter no mximo dois eltrons.Os orbitais atmicos so localizados e suas energias so o re-sultado de interaes entre as partculas subatmicas em umnico tomo. Os orbitais moleculares podem ser deslocaliza-dos e as respectivas energias so influenciadas pelas intera-es entre os eltrons em vrios tomos. (b) H umadiminuio lquida na energia que acompanha a formao daligao porque os eltrons em H2 so fortemente atradosparaambos os ncleos de H. (c) 2

9.51 (a)

(b) H um eltron emH2+ . (c) s1

1

s (d) OL =12

(e) Sim. Se o nicoeltron em H 2

+ for excitado para o orbital s1s* , sua energia

maior doque a energia de umorbital atmicoH1s, e H2+ se de-

compor emum tomo de hidrognioeum onde hidrognio.

9.53

(a)

(b)

(c)s2p < p2p < p 2 p* < s2 p

*9.55 (a) Ao se comparar os mesmos

dois tomos ligados, a ordem de ligao e a energia deligaoesto diretamente relacionadas, enquanto a ordem de ligaoe o comprimento de ligao esto inversamente relacionados.Quando comparando ncleos diferentes ligados, no existemrelaes simples. (b) No se espera que Be2 exista; ele tem or-dem de ligao zero e no energeticamente favorvel sobreos tomos isolados de Be. Be2

+tem ordem de ligao 0,5 e li-

geiramente mais baixo em energia do que os tomos isoladosde Be. Ele provavelmente existir sob condies experimen-tais especiais, mas ser instvel.

9.57 (a, b) As substncias sem eltrons desemparelhados sofracamente repelidaspor um campo magntico. Essa proprie-dade chamada diamagnetismo. (c) O2

2- , Be22+

9.59 (a)B2+ ,s2s

2s*2s

2p2p

1, aumenta (b) Li2

+,s1s

2s*1s

2s2s

1, aumenta (c)

N2+, s2s

2s*2s

2p2p

4s2p

1, aumenta (d) Ne, s2s

2s*2s

2p2p

4p2s

1, diminui

9.61 CN, s2s2s*2s

2p2p

4s2p

1, ordem de ligao = 2,5, paramagnti-co; CN

+, s2s

2s*2s

2p2p

4, ordem de ligao = 2,0, diamagntico;

CN,s2s

2s*2s

2p2p

4s2p

2, ordem de ligao = 3,0, diamagntico 9.63(a) 3s, 3p

x, 3p

y, 3p

z(b)p3p (c) 2 (d) Seo diagramade OMparaP2

similar ao diagrama de N2, P2 no ter eltrons desemparelha-dos e ser diamagntico. 9.65 (a) Angular (b) tetradrico (c)angular (d) forma de T (e) linear 9.67 SiF4 tetradrico, SF4 na forma de gangorra, XeF4 quadrtico plano. As formasso diferentes porque o nmero de domnios de eltrons

no-ligantes diferente em cada molcula, mesmo todas asmolculas tendo quatro domnios de eltrons ligantes. Os n-gulos de ligao e a forma molecular so determinados pelonmero total de domnios de eltrons. 9.69 (a) Duas sigmas,duas pi (b) duas sigmas, duas pi (c) trs sigmas, uma pi (d)quatro sigmas, uma pi 9.72 O composto da direita tem ummomento de dipolo diferente de zero.

9.74

(a) A molcula no plana. (b) O aleno no tem momento de

dipolo. (c) As ligaes no aleno no seriam descritas comodeslocalizadas. As nuvens p das duas CNC adjacentes somutuamente perpendiculares, logo no existe superposionem deslocalizao de eltrons p.9.77 (a)

Paraacomodar a ligaop deslocalizada indicadanas estrutu-ras de ressonncia anterior, todos os tomos de O devem serhibridizados sp

2. (b) Para a estrutura de ressonncia esquer-

da, ambas as ligaes sigma so formadas pela superposiode orbitais hbridos sp2, a ligao p formada pela superposi-o de orbitais atmicos p, um dos pares no-ligantes no to-


11s

1s

1s

H2

1s

*

1s

1s*

1

2pz 2pz2p

*2p

2px2px

2p

*2p

H

H

H

H

C C C

O OO O OO

H

H

H

H C

O

C

H H


13/33

mode O terminal direita est em umorbital atmicop, e o s 5pares no-ligantes restantes esto em orbitais hbridos sp2. (c)Apenas orbitais atmicos no hibridizados p podem ser usa-dos para formar um sistema p deslocalizado. (d) O sistema pdeslocalizado contm 4 eltrons, 2 da ligao p e 2 do parno-ligante no orbital p. 9.79 N2

2- e O22- so provveis de ser

espcies estveis, F22

no . 9.82 (a) HNO2(b) (c) A geometria ao redor de N trigonalplana. (d) Hibridizao sp2 aoredorde N (e) Trs sigmas, umapi 9.87 A partirdas entalpias de dissociaodeligao, DH=5.364 kJ; de acordo com a lei de Hess, DH = 5.535 kJ. A dife-rena nos dois resultados, 171 kJ, deve-se estabilizao deressonncia no benzeno. A quantidade de energia realmentenecessria para decompor 1 mol de C6H6(g) maior do que asoma das entalpias das ligaes localizadas.

Captulo 1010.1 (a) Um gs muito menos denso do que um lquido. (b)Um gs muito mais compressveldo que um lquido. (c) To-das as misturas de gases so homogneas.Molculas de lqui-do similares formam misturas homogneas, enquantomolculasmuito diferentes formam misturas heterogneas. 10.3 (a) F =m a. Asforasque elas exercem nosoloso exatamente iguais.(b) P = F/A. A pessoa apoiando-se em um p aplica essa forasobre uma rea menor, exercendo maior pressonocho. 10.5(a) 10,3 m (b) 2,0 atm 10.7 (a) O tubo pode ter qualquer reatransversal.(b) No equilbrioa fora dagravidadeporreauni-tria agindona colunade mercriononvel domercrio exter-no no igual fora da gravidade atuando na atmosfera. (c)A coluna de mercrio mantida para cima pela pressodaat-mosfera aplicada na piscina exterior de mercrio. 10.9 (a)0,349 atm (b) 265 mm de Hg (c) 3,53 10

4Pa (d) 0,353

bar 10.11 (a) P = 773,4 torr (b) A presso em Chicago maiordoque a presso atmosfricapadro; dessa forma, fazsentidoclassificar esse sistema de clima como um sistema de altapresso. 10.13 1,7 103 kPa 10.15 (i) 0,29 atm (ii) 1,063 atm(iii) 0,136 atm

10.17

10.19 (a)5,39L(b)15,2L 10.21 (a)Se volumes iguais de gases mesma temperatura e presso contm nmeros iguais demolculas e as molculasreagemem propores de pequenosnmeros inteiros, segue que os volumes dos gases reagentesesto nas propores de pequenos nmeros inteiros. (b)Como os dois gases esto mesma temperatura e presso, aproporo dos nmeros de tomos a mesma que a propor-o dos volumes. Existem 1,5vezes mais tomos de Xe do quetomos de Ne. 10.23 (a) PV = nRT; P em atmosferas, Vemlitros, n em mols, Tem kelvins. (b) Um gs ideal exibe rela-es de presso, de volume e de temperatura descritas pela

equao PV=nRT. 10.25 O frascoA contm o gscomM=30g/mole o frascoB contm o gs com M= 60 g/mol. 10.27(a) 42,1 L (b) 32,5 K (c) 3,96 atm (d) 0,320 mol 10.29 1,7 10

4

kg de H2 10.31 (a) 91 atm (b) 2,3 102

L 10.33 (a) 39,7 g deCl2 (b) 12,5 L (c) 377 K (d) 2,53 atm 10.35 (a) n = 2 10

4 molde O2 (b) A barata precisa de 8 10

3 mol de O2 em 48 h, maisdo que 100% de O2 na jarra. 10.37 Para amostras de gs nas

mesmas condies, a massa molar determina a densidade.Dos trs gaseslistados, (c) Cl2 tema maior massa molar. 10.39(c)Porqueos tomos dehlio so demassamais baixa doqueamdia das molculas doar, o gs hlio menos denso doque oar. O balo, assim, pesa menos do que o ar deslocado por seuvolume. 10.41 (a) d = 1,77 g/L (b) M= 80,1 g/mol 10.43 M=89,4 g/mol 10.45 3,5 10

9g de Mg 10.47 2,94 10

3L de

NH3 10.49 0,402 g de Zn 10.51 (a) Quando a torneira foraberta, o volumeocupadopor N2(g) aumenta de2,0 para5,0 L.P de N2 = 0,40atm (b) Quandoos gases se misturam, o volumede O2(g) aumenta de 3,0 para 5,0 L. P de O2 = 1,2 atm (c) Pt =1,6 atm 10.53 (a) P deHe = 1,88atm, P deNe = 1,10atm, P deAr = 0,360 atm, P de CO2 = 0,20 atm 10.57 2,5 mol% deO2 10.59 Pt = 2,70 atm 10.61 (a) Aumento na temperatura a

volume constante ou diminuio no volume ou aumento napresso (b) diminuio na temperatura (c) aumento no volu-me, diminuio na presso (d) aumento na temperatu-ra 10.63 O fato de os gases serem facilmente compressveissuportam a suposio de que a maioria do volume de umaamostra de gs espao vazio. 10.65 (a) O recipiente A temmaismolculas.(b) A densidadede CO 1,25 g/Le a densida-de de SO2 1,33 g/L. O recipiente B tem mais massa. (c) Aenergia cintica mdia das molculas no recipiente B maior.(d) uA/uB = 1,46. As molculas no recipiente A tm maior velo-cidade vmq. 10.67 (a) Em ordem crescente de velocidade:CO2 N2O < F2 < HF < H2 (b) uH 2 = 1,92 10

3m/s, u CO 2 = 4,12

102m/s 10.69 A ordem crescente da velocidade de efuso

: 2H37Cl < 1H37Cl < 2H35Cl < 1H35Cl

10.71 As4S6 10.73 (a)O comportamento de gs no ideal ob-servado a presses muito altas e baixas temperaturas. (b) Osvolumes reais das molculas de gseasforas intermolecula-res atrativas entre as molculas fazem com que os gases com-portem-se no idealmente.10.75 Deacordocom a lei degs ideal, a razo PV/RTpode serconstante para determinada amostra de gs em todas as com-

binaes de presso, volume e temperatura. Se essa razo va-riar com o aumento da presso, a amostra de gs no est secomportando idealmente. 10.77 Ar (a = 1,34, b = 0,0322) irse comportarmais como um gs ideal doque CO2 (a = 3,59, b =0,427) a altas presses.10.79 (a) P = 0,917 atm (b) P = 0,896 atm 10.81 Com o tempo,os gases misturam-se perfeitamente. Cada bulbo conter 4tomos representados como bola cheia e 3 tomos representa-dos por bola vazia. 10.83 3,3 mm

310.86 5,4 10

3g de

O2 10.90 (a) NH3(g) permanecer aps a reao. (b) P =0,957 atm 10.92 O oxignio 70,1 mol% da mistura. 10.95Apenaso item (b) satisfatrio.O item(c)no suportaria umacoluna de Hg porque ela aberta em ambos os lados. O item(d) no alto o suficiente para suportaruma coluna de aproxi-madamente 760mm de Hg.Os itens (a) e (e) no so apropria-dos pela mesma razo: eles no tm rea transversaluniforme. 10.98 (a) medida que um gs for comprimido atemperatura constante, o nmero de colises intermolecularesaumenta. A atrao intermolecular faz com que algumas des-sas colises sejam inelsticas, o que amplifica o desvio docomportamento de gs ideal. (b) medida que a temperatura


O O HN

V2 V1

300 K, V1

53

500 K, V2

(a)

(b) V2 V1

1 atm, V1

12

2 atm, V2


14/33

de um gs aumentar a volume constante, uma frao maiordas molculas tem energia cintica suficiente para superar asatraes internucleares e o efeito da atrao internuclear tor-nar-se menos significativo. 10.101 DH = 1,1 1014 kJ (su-pondo que H2O(l) um produto) 10.105 (a) A pressoparcial de IF5 0,515 atm.(b) A frao em quantidade de mat-ria de IF5 0,544.

Captulo 1111.1 (a) Slido < lquido < gs (b) gs < lquido < slido 11.3Nos estados lquido e slido as partculas esto se tocando eexiste muito pouco espao vazio, logo os volumes ocupadospor uma unidade de massa so muito similares e as densida-des tambm. Na fase gasosa as molculas esto afastadas, deformaqueuma massa unitria ocupaumvolumemuito maiordo que no lquido ouno slido, e a densidade da fase gasosa muito menor. 11.5 medida que a temperatura de umasubstncia aumenta, a energia cintica mdia das partculasaumenta. medidaque a energia cintica aumenta,mais par-tculas so capazes de superar as foras intermolecularesatra-tivas e passarparaumestado menos ordenado, do slidopara

o lquido e para o gs.11.7

(a) Foras de disperso de Lon-don (b) foras dipolodipolo (c) foras dipolodipoloe em de-terminados casos ligao de hidrognio 11.9 (a) Molculacovalente apolar; apenas foras de disperso de London (b)molcula covalente polar com ligaes OH; ligao de hi-drognio, foras dipolodipolo e foras de disperso de Lon-don (c) molcula covalente polar; foras dipolodipolo eforas de disperso de London (mas no ligao de hidrog-nio) 11.11 (a) A polarizabilidade a facilidade com a qual adistribuio de carga em uma molcula pode ser distorcidaparaproduzir um dipolo temporrio. (b) Te o mais polariz-vel porque seus eltrons de valncia esto mais afastados doncleo e mantidos menos fortemente. (c) Em ordem crescentede polarizabilidade: CH4 < SiH4 < SiCl4 < GeCl4 < GeBr4 (d) Aordem de grandeza das foras de disperso de London e por-tanto os pontos de ebulio das molculas aumentam medi-da que a polarizabilidade aumenta. A ordem crescente dospontos de ebulio a ordem crescente de polarizabilidadedada no item (c). 11.13 (a) H2S (b) CO2 (c) CCl4 11.15 Tantomolculas de butano na forma de tubos como molculas esf-ricas de 2-metilpropano sofrem foras de disperso. A maiorsuperfcie de contato entre as molculas de butano produzemmaior ponto de ebulio. 11.17 CH3NH2 e CH3OH. As mol-culas com ligaes NH, OH e FH formam ligaes dehidrognio com molculas semelhantes. 11.19 (a) HF tem omaiorpontode ebulio porque as ligaes de hidrognio somais fortes doque as foras de dipolodipolo. (b) CHBr3 temomaior ponto de ebulio porque tem a maior massa molar, in-dicando maior polarizabilidade e foras de disperso maisfortes. (c) ICl tem o maior ponto de ebulio porque as mol-culastm massas molares similares (conseqentementeforasde disperso similares), masICl polar, fornecendo-lhe forasde dipolodipolo que esto ausentes na molcula apolar deBr2. 11.21 Tenso superficial,altopontode ebulioealtoca-lor especfico. 11.23 (a) Tanto as viscosidades quanto as ten-ses superficiais de lquidos aumentam medida que asforas intermoleculares tornam-se mais fortes. (b) A tensosuperficial e a viscosidade diminuemconformea temperaturae a energia cintica mdia das molculas aumentam. 11.25(a)CHBr3 tem massa molar mais alta, mais polarizvel e temforas de disperso mais fortes, logo a tenso superficial

maior. (b) medida que a temperatura aumenta, a viscosida-de do leo diminui porque as energias cinticas mdias dasmolculas aumentam. (c) As foras adesivas entre a gua po-lar e a cera de carro apolar so fracas; assim, a grande tensosuperficial da gua puxa o lquido para a forma com a menorrea superficial, uma esfera. 11.27 Endotrmica: fuso, va-porizao, sublimao; exotrmica: condensao, congelamen-

to, deposio. 11.29 A fuso no requer a separao das mol-culas,deformaquea exignciade energia menor doque paraavaporizao, onde as molculas devem ser separadas. 11.312,2 10

3g de H2O 11.33 105 kJ 11.35 (a) A presso crtica a

presso necessria para provocar a liquefao a temperaturacrtica. (b) medida que a fora deatrao entre asmolculasaumenta, a temperatura crtica do composto aumenta. (c) To-dos os gases da Tabela 11.5 podem ser liquefeitos tempera-tura do nitrognio lquido, dadapresso suficiente. 11.37 (a)Nenhum efeito (b) Nenhum efeito (c) A presso de vapor di-minui com o aumento das foras intermoleculares atrativasporque menos molculas tm energia cintica suficiente parasuperar as foras atrativas e escapar para a fase de vapor. (d)A presso de vapor aumenta com o aumento da temperatura

porque as energias cinticas mdias das molculas aumen-tam. 11.39 CBr4 < CHBr3 < CH2Br2 < CH2Cl2 < CH3Cl


15/33

(b) Xe(s) mais denso do que Xe(l) porque a linha slidol-quido no diagrama de fases normal. (c) O resfriamento deXe(g) a 100 torr provocar a deposio do slido porque100 torr est abaixoda presso do ponto triplo. 11.53 Em s-lidocristalino, as partculas componentes esto arranjadas empadro repetitivo ordenado. Em um slido amorfo, no existeestrutura ordenada. 11.55 A clula unitria a unidade fun-

damental da rede cristalina. Quando repetida em trs dimen-ses, ela produz a rede cristalina. um paraleleppedo comdistncias e ngulos caractersticos. As clulas unitrias po-demser primitivasou centradas. 11.57 A grande diferena nospontos de fuso deve-se s foras muitodiferentes impondo or-dem atmica noestado slido. Muitomais energia cintica ne-cessria para romper as ligaes metlicas deslocalizadas noourodoque paravencer as foras de disperso de London rela-tivamente fracas em Xe. 11.59 (a) r = 1,355 (b) densidade=22,67 g/cm

311.61 Massa atmica = 55,8 g/mol 11.63 (a) 12

(b) 6 (c) 8 11.65 a = 6,13 11.67 (a) Os ons U4+ em UO2 sorepresentados por esferas menores na Figura 11.42 (c). A ra-zo entre as esferas maiores e as esferas menores equipara-se razo entre O2 e U4+ na frmula qumica, logo as esferas

menores devemrepresentar U4+

. (b)densidade = 10,97g/cm3

11.69 (a) Ligao de hidrognio, foras dipolodipolo, forasde disperso de London (b) ligaes qumicas covalentes (c)ligaes inicas (d) ligaes metlicas 11.71 Nos slidos mo-leculares, foras intermoleculares relativamente fracas unemas molculas na rede, necessitando, assim, de relativamentepouca energia para romper essas foras. Nos slidos covalen-tes, as ligaes covalentes unem os tomos em uma rede ex-tensa. A fuso ou a deformao de um slido covalentesignifica a quebra de ligaes covalentes, que necessitam degrande quantidade de energia. 11.73 Por causado seu pontode fuso relativamente alto e das propriedades como soluocondutora, o slido deve ser inico. 11.75 (a) B, rede cova-lente como C(s), versus as foras de disperso fracasem BF3 (b)

NaCl, inico versus ligao metlica (c) TiO2, maior carga emO2 do que em Cl (d) MgF2, maior carga em Mg2+

do que emNa

+11.78 (a) SO2,IF,HBr(b)CH3NH2, HCOOH 11.80 (a) O

ismero cis temforas dipolodipolo mais intensas e ponto deebulio mais alto. (b) Como o ismero trans apolar com for-as intermoleculares mais fracas tem o maior ponto de fuso,ele deve empacotar mais eficientemente no estado sli-do. 11.83 (a) Diminui (b) aumenta (c) aumenta (d) aumenta(e) aumenta (f) aumenta (g) aumenta 11.86 Os dois gruposOH no etilenoglicol esto envolvidos em muitas interaesde ligao de hidrognio, levando ao seu maior ponto de ebu-lio e viscosidade, em relao ao pentano, que sofre apenasforas de disperso. 11.88 A bomba de vcuo reduz a pres-so da atmosfera acima da gua at que a presso atmosfricaiguale-se presso de vapor da gua e a gua entre em ebuli-o. A ebulio um processo endotrmico, e a temperaturacai se o sistema no for capaz de absorver calor da vizinhanarpido o suficiente. medida que a temperatura da gua di-minui, a gua congela. 11.93 (a) 1 tomo (b) 2 tomos (c) 4tomos 11.95 A difrao mais eficienteocorre quando as dis-tncias entre as camadas de tomos no cristal forem similaresaocomprimentode onda da luz sendo difratada. Os raiosX demolibdnio de 0,71 so da mesma ordem de grandeza queas distncias entre as camadas no cristal e so difratados. Aluz visvel, 400700 nm ou 4.000 a 7.000 , muito longa paraser difratada com eficincia. 11.100 (a) A presso no tanque

deve ser maior do que a presso atmosfrica. Desde que al-gum lquido esteja presente, a presso do gs no tanque serconstante. (b) Se o gs butano vaza do tanque, o butano lqui-do ir vaporizar (evaporar) para manter a presso de vaporem equilbrio. A vaporizao um processo endotrmico; o

butano ir absorver calor da vizinhana, e a temperatura dotanque e do lquido diminuiro. (c) 56,8 kJ; V= 67,9 L

11.103 P (vapor de benzeno) = 98,6 torr

Captulo 1212.1 Tanto um lquido ordinrio quanto um cristal lquido ne-mtico so fluidos; eles so convertidos diretamente para afase slida com resfriamento. A fase nemtica nebulosa emaisviscosadoque umlquido ordinrio. Como aquecimento,a fase nemtica convertida em um lquido ordinrio. 12.3Noestadoslido a orientao relativadasmolculas fixada erepetida nas trs dimenses. Quando uma substncia mudadafase lquida cristalina nemtica, as molculas permanecemalinhadas em uma dimenso; o movimento translacional permitido, mas o movimento rotacional restrito. A transfor-maoparaafaselquida isotrpica destri a ordem unidimen-

sional, resultandoem movimentostranslacional e rotacional li-vres. 12.5 A presena de grupos polares ou de pares deeltrons no-ligantes leva a interaes dipolodipolo relativa-mente fortes entre as molculas. Essas so uma parte signifi-cativa das foras orientadoras necessrias para a formao docristal lquido. 12.7 Na fase nemtica existe uma ordem uni-dimensional. Em uma fase esmtica, os sentidos longos dasmolculas e as pontas das molculas esto alinhados. 12.9Uma fase nemtica composta de camadas de molculas ali-nhadas ao longo de seus comprimentos, sem ordem adicionaldentro dascamadasou entreas camadas.Uma fase colestricatambm contm esse tipo de camada, massemqualquerorga-nizao entreelas. 12.11 O n-decano no temum comprimen-to de cadeia suficientemente longo ou uma massa molecular

para ser considerado um polmero.

12.13

Se um cido dicarboxlico e um dilcool forem combinados,existe o potencial para a propagao da cadeia polimrica emambos os lados de ambos os monmeros.12.15


CH3 CH3CH2C

O

O

O O

cido actico Etanol

Acetato de etila

H

CH3 CH2CH3 H2OC O

H

C

H

H

H

CI

C

(a)

H2N

CH2(b)

CH2 CH2

CH2CH2

NH2

CH2

HO

C

O

CH2

CH2CH2

CH2OH

C

O


16/33

12.17

12.19

12.21 A flexibilidade das cadeias moleculares provoca a flexi-bilidade do polmero volumoso. A flexibilidade aumentadapelas caractersticas moleculares que inibem a organizao,como a ramificao, e diminuda pelas caractersticas queencorajam a organizao, como a ligao cruzada ou a densi-

dade p deslocalizada. A ligao cruzada, a formao de liga-es qumicas entre as cadeias polimricas, reduz aflexibilidade das cadeias moleculares, aumentando a durezado material, e diminui a reatividade qumica do polme-ro. 12.23 A funo do polmero determina se as altas massasmoleculares e o alto grau de cristalinidade so propriedadesdesejveis. Se o polmero ser usado como invlucro ou fibraflexvel, a rigidez uma propriedade indesejvel. 12.25 Oneopreno biocompatvel? Ele provoca reaes inflamatrias?O neopreno satisfaz as exigncias fsicas de um guia flexvel?Ele permanecer resistente degradao e manter a elastici-dade? O neopreno pode ser preparado na forma suficiente-mente pura de forma que ele possa ser classificado como degrau mdico? 12.27 Os materiais de enxerto de corrente vas-

cular no podem ser alinhados com as clulas similares que-las na artria natural. O corpo detecta que o enxerto estranho, e as plaquetas aderem-se s superfcies internas,provocando cogulos sangneos. As superfcies internas deimplantes vasculares futuros precisam acomodar um revesti-mento de clulas que no atraiam nem ataquem as plaque-tas. 12.29 Paraqueas clulas dapele emummeio deculturasedesenvolvam na peleartificial, umamatrizmecnicaquesupor-ta as clulas em contato entre si deve estar presente. A matrizdeve ser forte, biocompatvel e biodegradvel. Ela provavelmentetemgruposfuncionais polares queformamligaes dehidrogniocomas biomolculas nas clulas dostecidos. 12.31 As cermicasno so facilmente reciclveis por causa de seus pontos de fu-so extremamente altos e estruturas inicas ou covalentes r-

gidas. 12.33 As partculas muito pequenas, com formas etamanhosuniformes, so necessrias para a produo por sin-terizao de um objeto cermico forte. Com o aquecimentopara iniciar as reaes de condensao, quanto mais uniformeo tamanho da partcula e quanto maior a rea superficial doslido, mais ligaesqumicasso formadas e mais forte o ob-

jeto cermico. 12.35 Tubos reforantes de ao so adiciona-dos ao concreto para resistir ao esforo aplicado ao longo dosentido mais comprido do tubo. Por analogia, a forma do ma-terial reforante no compsito cermico pode ser na forma detubo, com um comprimento muito maior do que o seu dime-tro. Os tubos podem ser orientados em muitossentidos, de talforma que o material quebradio, compsito de concreto oudecermica, reforado em todosos sentidos. 12.37 Cada Si

est ligado a 4 tomos deC, e cadaC est ligado a 4 tomos deSi em um arranjotetradrico, produzindo umaredeestendidatridimensional. A natureza tridimensional estendida da es-trutura produz a dureza excepcional, e o carter covalente darede de ligaes fornece a grandeestabilidadetrmica. 12.39Um material supercondutor no oferece resistncia ao fluxo decorrente eltrica. Os materiais supercondutores poderiam

transmitir eletricidade com eficincia muito maior do que ostransportadores atuais. 12.41 A queda acentuadana resistivi-dade de MgB2 prximo a 39 K a temperatura de transio desupercondutividade, Tc. 12.43 difcil moldar superconduto-rescermicosem formatos teiscomofios; essesfiossoname-lhor das hipteses frgeis; a quantidade de corrente porrea deseo transversal que pode ser transportada por esses fios li-mitada; as cermicas supercondutoras necessitam de tempera-turas muito baixas que os tornam impraticveis para usosdifundidos. 12.45 A adeso deve-se s foras intermolecularesatrativas. Estas incluem ondipolo, dipolodipolo, foras dedisperso e ligao de hidrognio entre as substncias com ca-ractersticas de ligao semelhantes. 12.47 O revestimento naFigura12.31 umfilme metlicoque reflete a maioria da luz so-

larincidente. A excluso da luz solar dointeriordos prdios re-duz o resplendor e a carga de resfriamento. A opacidade dofilme fornece privacidade. 12.49 Um momento de dipoloaproximadamente paralelo dimenso mais longa da molcu-la faria com que as molculas se reorientassem quando umcampo eltrico fosse aplicado perpendicularmente ao sentidonormal da orientao molecular. 12.52 Na temperatura ondeumasubstnciamuda dafase slidapara a fase lquida cristali-na, foi fornecida energia cintica suficiente para superar amaioria da organizao de longo alcance no slido. Um au-mento relativamente pequeno na temperatura necessriopara superar as foras alinhantes remanescentese produzir umlquido isotrpico. 12.54 Nasbaixastemperaturasda Antrti-ca, a fase lquida cristalina est mais prxima do seu ponto de

congelamento. As molculas tm menos energia cintica devi-do temperatura, e a voltagem aplicada pode no ser suficien-te para superar as foras de orientao entre as pontas dasmolculas. Se algumas ou todas as molculas no giraremquando a voltagem for aplicada, o visor no funcionar apro-priadamente.12.58 (a)

(b) 2NbBr5(g) + 5H2(g)=2Nb(s) + 10HBr(g)

(c) SiCl4(l) + 4C2H5OH(l)=Si(OC2H5)4(s) + 4HCl(g)

(d)


H2N NH2HOOC COOH

e

HO

CH2CH2

OH C

OO

C

HO OH

(c)

O

(CH2)3C

O

(CH2)3CH2Nn

n

O H

OH

NH OH

O

(CH2)3C

O O

(CH2)3C

O

NHNH

n

CH3

Si

CH3

Si

CH3n

H

CH2

SiCH3

H

CH2

400 C

n

1.200 C

[SiC]n

CH4(g)

H2(g)

n

n

C

H H

C

H

CH CH2


17/33

12.62 (a)SiO2(s)(b)TiO2(s)(c)Ge(s) 12.64 (a)DH= 82kJ/molde C2H4 (b) DH= 14 kJ/mol (de um dos reagentes) (c) DH=0 kJ/mol 12.68 (a) x = 0,22(b) Tanto Hgquanto Cu tm maisdo que um estado de oxidao estvel. Se ons diferentes narededoslidotmdiferentescargas,acargamdiaumvalorno inteiro. Ca e Ba soestveis apenas no estado de oxidao+2enosoprovveisdetercargamdiafracionria.(c)Ba 2+

o maior; Cu2+

o menor.

Captulo 1313.1 Se o mdulo de DH3 for pequeno em relao ao mdulode DH1, DHdiss ser grande e endotrmico (energeticamentedesfavorvel) e nem todo o soluto irse dissolver. 13.3 (a)Dis-perso (b) ondipolo (c) ligao de hidrognio (d) dipolodipo-lo 13.5 (a) DH1 (b) = DH3 13.7 Uma vez que o soluto e o sol-vente sofrem foras de disperso muitosimilares, a energia ne-cessria para separ-los individualmente e a energia liberadaquandoeles somisturados soaproximadamente iguais.DH1 +DH2 DH3. Portanto, DHdiss aproximadamente zero. (b)Como nenhuma fora intermolecular forte previne as molcu-las de se misturarem, elas o fazem espontaneamente por causa

do aumento da desordem. 13.9 (a) Supersaturada (b) Adiode um cristal semente. Um cristal semente fornece um ncleode molculas pr-associadas, de tal forma que a organizaodaspartculas dissolvidas(cristalizao) mais fcil. 13.11 (a)Insaturada (b) saturada (c) saturada (d) insaturada 13.13 Agua lquidae o glicerol formammisturas homogneas (solues)independentemente das quantidades relativas dos dois compo-nentes.OgliceroltemumgrupoOHemcadatomodeCnamo-lcula.Essa estrutura facilita a ligao de hidrognio forte similarquela da gua. 13.15 medida que n aumenta, a solubilidadeemgua diminui e a solubilidadeem hexanoaumenta. 13.17 (a)CaCl2 (b) C6H5OH 13.19 (a) Um recipiente selado necessrioparamanterapressoparcialdeCO2(g)maiordoque1atmsupe-rior ao da bebida. (b) Uma vez que a solubilidade dos gases au-

menta com a diminuio da temperatura, parte de CO2(g)permanecer dissolvido na bebida se ela for mantida gelada.13.21 CHe = 5,6 10

4 mol/L, C N 2 = 9,0 104 mol/L

13.23 (a) 2,57% de Na2SO4 em massa (b) 6,56 ppm de Ag13.25 (a) XCH OH3 = 0,017 (b) 3,0% de CH3OH em massa (c)0,0271 mol/kg de CH3OH 13.27 (a) 0,283 mol/L deMg(NO3)2 (b) 1,12 mol/L de LiClO4 3H2O (c) 0,350 mol/L deHNO3 13.29 (a) 7,27 mol/kg de C6H6 (b) 0,285 mol/kg deNaCl 13.31 (a) 43,01% de H2SO4 em massa (b) XH SO2 4 = 0,122(c) 7,69 mol/kg deH2SO4 (d) 5,827 mol/L de H2SO4 13.33 (a)XCH OH3 = 0,177 (b) 5,23 mol/kg de CH3OH (c) 3,53 mol/L deCH3OH 13.35 (a) 6,38 10

2 mol de CaBr2 (b) 7,50 103 mol

de KCl (c) 6,94 103 mol de C6H12O6 13.37 (a) Pese 1,3 g deKBr, dissolva em gua, dilua com agitao em 0,75 L (b) Pese0,877 g de KBr, dissolva em H2O suficiente para perfazer 1,85L de soluo. (d) Pese 10,1 g de KBr, dissolva-o em uma pe-quena quantidade de gua e dilua para 0,568 L. 13.3915 mol/L de NH3 13.41 (a) 31,9% de C3H6(OH)2 em massa(b)6,17mol/kgdeC3H6(OH)2 13.43 Diminuio do ponto decongelamento, DTf = Kf (m); elevao do ponto de ebulio,DTe = Ke(m); presso osmtica, p = cRT; abaixamento da pres-so de vapor, P

A= X

APA 13.45 (a) Uma soluo ideal uma so-

luo que obedece lei de Raoult. (b) A presso de vaporexperimental, 67 mm de Hg, menor do que o valor previstopela lei de Raoult, 74,5 mm de Hg, para uma soluo ideal. Asoluo no ideal. 13.47 (a) PH O2 = 186,0 torr (b) 192 g deC3H8O2 13.49 (a) XEtOH = 0,2812 (b) Psol = 238 torr (c) XEtOH novapor = 0,472 13.51 (a) Como NaCl um eletrlito forte, um

mol de NaCl produz duas vezes mais partculas dissolvidasdo que um mol do soluto molecular C6H12O6. A elevao doponto de ebulio est diretamente relacionada quantidadede matria total de partculas dissolvidas, logo 0,10 mol/kgde NaCl tem o maior ponto de ebulio. (b) 0,10 mol/kg deNaCl:DT

e=0,101 oC, T

e=100,1 oC;0,10mol/kgdeC 6H12O6:DTe

= 0,051oC, Te = 100,1oC 13.53 0,030 mol/kg de fenol > 0,040

mol/kg de glicerina = 0,020 mol/kg de KBr 13.55 (a) Tc =115,3 oC,Te=78,8 oC(b)T

c=67,9 oC,T

e=64,6 oC(c)T

c=0,91 oC,

Te=100,3 oC 13.57p=0,0271atm 13.59 M=1,8 102 g/mol de

adrenalina 13.61 M= 1,39 104 g/mol de lisoenzima 13.63(a) i = 2,76 (b) Quanto mais concentrada a soluo, maior o em-parelhamentodeonse menor o valor medidode i. 13.65 (a) No es-tado gasoso, as partculas esto mais afastadas e as forasintermoleculares atrativas so pequenas. Quando dois gases secombinam, todos os termos da Equao 13.1 so praticamentezero e a mistura sempre homognea. (b)Para determinar se adispersode Faraday umasoluo real ou um colide,emi-taumfeixedeluznela.Sealuzfordesviada,adispersoserum colide. 13.67 (a) Hidrofbico (b) hidroflico (c) hidro-fbico 13.69 As repulses eletrostticas entre os grupos na

superfcie das partculas dispersas inibem a coalescncia. Oscolides hidroflicos podem ser coagulados adicionando-seeletrlitos, e alguns colides podem ser coaguladosporaqueci-mento. 13.71 A periferia da molcula de BHT so na maioriagrupos semelhantes a hidrocarbonetos, como CH3. O nicogrupo OH est bastante enterrado dentro da molcula e pro-vavelmente faz pouco para aumentar a solubilidade em gua.Portanto, BHT maisprovvelde ser solvel no hidrocarbone-to apolar hexano, C6H14, do que na gua. 13.73 (a) 1 10

4

mol/L (b) 60 mm de Hg 13.76 Uma soluo que 12 ppm deKCl tem a maior concentrao em quantidade de matria deons K+. 13.79 (a) 0,16 mol/kg de Na (b) 2,0 mol/L de Na (c)Claramente, a molalidade e a concentrao em quantidade dematria noso asmesmaspara esse amlgama.Apenasnasitua-

o em que 1 kg de solvente e a massa de um litro de soluo se-jam aproximadamente iguais, as unidades de concentrao tmvalores similares. 13.82 (a)Tf=0,6 oC(b)Tf=0,4 oC 13.85(a)Kb=2,34 oCmol1 kg(b)M=2,6 102 g/mol 13.89 (a)CF4,1,7 104 mol/kg; CClF3, 9 10

4 - mol/kg; CCl2F2, 2,3 102

mol/kg; CHClF2, 3,5 102 mol/kg (b) A concentrao em

quantidade de matria e a molalidade so numericamente si-milares quando os quilogramas de solvente e os litros de solu-o so aproximadamente iguais. Isso verdade quando assolues so diludas e quando a densidade da soluo apro-ximadamente 1 g/mL, como neste problema. (c) A gua umsolvente polar; a solubilidade dos solutos aumenta medidaque a polaridade delesaumenta. O apolarCF4 temamaisbaixasolubilidade e o mais polar dos fluorocarbonos, CHClF2, tem amaior solubilidade em H

2O. (d) A constante da lei de Henry

respostas quimica ciÊncia central

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