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1º Teste de Química


Licenciatura de Engª Civil


1º Semestre, Ano Lectivo de 2001-2002
Sábado, 24/11/2001 Duração:2h

Justifique todas as suas respostas
É aconselhada a consulta da Tabela Periódica e da Tabela de Constantes da IUPAC


I


a) Qual é a energia de ligação ao metal de um electrão que adquiriu, por efeito fotoeléctrico, uma velocidade de 5,38 × 105 ms –1 quando ébombardeado com um fotão de raios X com um comprimento de onda de 240 pm?
b) Considere os seguintes elementos do 3º Período da Tabela Periódica: Si, P e S. Disponha estes elementos por ordem crescente de energias de ionização e de electroafinidades. Indique os cálculos efectuados para justificar as respostas.


II

a) Esboce o diagrama de orbitais moleculares da espécie CN+ tendo em conta oseu comportamento diamagnético. Explicite no diagrama as energias de ionização da molécula e dos átomos, os tipos de orbitais atómicas e moleculares e calcule a ordem de ligação da espécie diatómica.
c) Recorrendo à Tabela Periódica, faça uma estimativa do momento dipolar da ligação simples CN. Indique todos os cálculos efectuados.

Raios covalentes: C=0,77 Å; N=0,75 Å.
e=1,6x10-19 C ;1D=3,33x10-30 C m.

III

O Kevlar é um polímero muito resistente com o qual se preparam fibras sintéticas utilizadas no fabrico de cordas, pneus de automóvel, coletes à prova de bala, etc. Os monómeros usados na sua preparação são:
I ClOC-(C6H4)-COCl cloreto de tereftaloílo
II 2HN-(C6H4)-NH2 p-diaminobenzeno

a) Descreva pela Teoria do Enlace de Valência a estrutura molecular de uma dasmoléculas (à sua escolha) usadas na preparação do Kevlar, indicando hibridações, ângulos entre as ligações, tipo de ligações, pares de electrões não partilhados e eventual existência de ligações deslocalizadas
b) Tente escrever o composto resultante da reacção de condensação do monómero I com o monómero II.
c) Desenhe duas cadeias de polímero uma ao lado da outra, pondo em evidência as forçasintermoleculares mais importantes neste polímero. Descreva estas forças e relacione-as com a alta resistência deste material

IV (Lab)

1) Admitindo que o sistema π de uma molécula orgânica é bem descrito pelo modelo da partícula na caixa unidimensional , e admitindo que a gama de comprimentos de onda detectáveis pelo olho humano se situa entre 350 e 750 nm, deduza qual o número mínimo decarbonos que tem de ter um polieno conjugado para apresentar cor. Admita dC-C= 1.41 Å.
2) Discuta a solubilidade em água da molécula que descreveu em III a).


Cotações:

Ia) 1.5 val. IIa) 3 IIIa) 4 IV.1) 2

Ib) 3 IIb) 1.5 IIIb) 1 IV.2) 2
IIIc) 2

























Nota: A resolução a seguirapresentada é uma de entre as muitas possíveis e não deve ser tomada como “receita”.


Resolução


a) Qual é a energia de ligação ao metal de um electrão que adquiriu, por efeito fotoeléctrico, uma velocidade de 5,38 × 105 ms –1 quando é bombardeado com um fotão de raios X com um comprimento de onda de 240 pm?

Energia do fotão incidente = Energia de ligação do electrão ao átomo+ Energiacinética do electrão

Energia do fotão incidente = h( = hc/( = 6,626(10-34 ( 3(108/(240(10-12)=8,2825(10-16 J.

Energia cinética do electrão= me(v2/2 = 9,1(10-31((5,38(105)2/2 = 1,32(10-19 J.
Energia de ligação do electrão ao átomo = Energia do fotão incidente - Energia cinética do electrão

Energia de ligação do electrão ao átomo = 8,2825(10-16 - 1,3(10-19 =8,28(10-16 J


b) Considere osseguintes elementos do 3º Período da Tabela Periódica: Si, P e S. Disponha estes elementos por ordem crescente de energias de ionização e de electroafinidades. Indique os cálculos efectuados para justificar as respostas.

A energia de 1ª ionização, Ei, definida como a energia mínima necessária para retirar uma mole de electrões a uma mole de átomos neutros, cresce com:
- Zef2/n2...
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