B.1 (2 pontos) Responda as seguintes questões: a) Justifique se a molécula NH3 é polar utilizando a teoria de hibridação e sua geometria. b) Expliq...

Resposta a)

O átomo de nitrogênio na molécula de NH3 possui quatro elétrons de valência, dos quais três são compartilhados com os átomos de hidrogênio. Isso significa que o nitrogênio possui um par de elétrons não compartilhados, o que confere à molécula uma geometria piramidal triangular.

A teoria de hibridação explica que o átomo de nitrogênio hibridiza seus quatro elétrons de valência para formar quatro orbitais híbridos sp3. Esses orbitais são distribuídos em torno do átomo de nitrogênio em uma forma tetraédrica.

O par de elétrons não compartilhados do nitrogênio está localizado em um dos orbitais sp3, que está posicionado em um ângulo de 107,3° em relação aos orbitais sp3 que estão ligados aos átomos de hidrogênio.

Como o nitrogênio é mais eletronegativo do que os átomos de hidrogênio, ele atrai para si os elétrons das ligações covalentes. Isso cria uma diferença de densidade eletrônica entre o átomo de nitrogênio e os átomos de hidrogênio, o que resulta em um momento dipolar.

Portanto, a molécula de NH3 é polar.

Resposta b)

A ligação de hidrogênio é uma interação intermolecular que ocorre entre um átomo de hidrogênio ligado a um átomo de um elemento eletronegativo, como oxigênio, nitrogênio ou fluor, e um átomo de um elemento eletronegativo, como oxigênio, nitrogênio ou fluor.

• H2O: A molécula de água possui dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio. O oxigênio é um elemento eletronegativo, o que significa que ele atrai os elétrons das ligações covalentes para si. Isso cria uma diferença de densidade eletrônica entre o oxigênio e os átomos de hidrogênio, o que resulta em um momento dipolar. Além disso, o oxigênio possui dois pares de elétrons não compartilhados, que podem interagir com os átomos de hidrogênio de outras moléculas de água.

Portanto, a molécula de água apresenta ligação de hidrogênio.

• CH4: A molécula de metano possui quatro átomos de hidrogênio ligados a um átomo de carbono. O carbono é um elemento menos eletronegativo do que o hidrogênio, o que significa que ele não atrai os elétrons das ligações covalentes para si. Portanto, a molécula de metano não apresenta ligação de hidrogênio.
• HCl: A molécula de ácido clorídrico possui um átomo de hidrogênio ligado a um átomo de cloro. O cloro é um elemento eletronegativo, o que significa que ele atrai os elétrons das ligações covalentes para si. Isso cria uma diferença de densidade eletrônica entre o cloro e o átomo de hidrogênio, o que resulta em um momento dipolar. Além disso, o cloro possui um par de elétrons não compartilhados, que pode interagir com o átomo de hidrogênio de outras moléculas de ácido clorídrico.

Portanto, a molécula de ácido clorídrico apresenta ligação de hidrogênio.

Resposta c)

O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela passa do estado sólido para o estado líquido. O ponto de fusão de uma substância é determinado por uma série de fatores, incluindo a força das interações intermoleculares.

O brometo de sódio (NaBr) e o cloreto de sódio (NaCl) são sais iônicos que possuem a mesma estrutura cristalina. No entanto, o brometo de sódio tem uma massa molar maior do que o cloreto de sódio. Isso significa que as forças eletrostáticas entre os íons Na+ e Br- no brometo de sódio são mais fracas do que as forças eletrostáticas entre os íons Na+ e Cl- no cloreto de sódio.

Além disso, o brometo é um átomo maior e menos eletronegativo do que o cloro. Isso significa que a diferença de eletronegatividade entre o sódio e o brometo é menor do que a diferença de eletronegatividade entre o sódio e o cloro.

Portanto, as forças intermoleculares entre os íons Na+ e Br- no brometo de sódio são mais fracas do que as forças intermoleculares entre os íons Na+ e Cl- no cloreto de sódio. Isso resulta em um ponto de fusão menor para o brometo de sódio.

Conclusão:

• A molécula de NH3 é polar.
• As moléculas de H2O e HCl apresentam ligação de hidrogênio.
• O ponto de fusão do brometo de sódio é menor do que o cloreto de sódio.