Química · VUNESP · 2025 | Questão sqc-vu112352

QuímicaSubstâncias e suas propriedades

Código: vu112352
Banca: VUNESP
Órgão: UNESP
Ano: 2025
Nível: Superior

Cargo: V - - Assistente de Suporte Acadêmico IV - Área de Atuação: Ciência dos Materiais - Edital nº 196

A técnica de espectroscopia na região do infravermelho analisa as vibrações de uma ligação para uma molécula diatômica (AB). O modelo de um oscilador harmônico pode ser aplicado, e a energia vibracional (E) da molécula (AB) é obtida da equação usada para o cálculo da energia de um oscilador harmônico. Como a ordem de ligação nos compostos (C-N, C=N e C≡N) e a eletronegatividade nos compostos (H-F, H-O, H-N e H-C) influenciam no número de onda obtido em cm–¹?

APara os compostos C/N, o número de onda aumenta do C-N para o C≡N e não é afetado com o aumento da eletronegatividade do ânion.
BPara os compostos C/N, o número de onda aumenta do C-N para o C≡N e diminui com o aumento da eletronegatividade do ânion.
CPara os compostos C/N, o número de onda aumenta do C-N para o C≡N e também amenta com o aumento da eletronegatividade do ânion.
DPara os compostos C/N, o número de onda diminui do C-N para o C≡N e também diminui com o aumento da eletronegatividade do ânion.
EPara os compostos C/N, o número de onda não é afetado pela ordem de ligação, mas o aumento da eletronegatividade faz o número de onda aumentar.

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GabaritoC — Para os compostos C/N, o número de onda aumenta do C-N para o C≡N e também amenta com o aumento da eletronegatividade do ânion.

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Espectroscopia no Infravermelho: Ordem de Ligação, Eletronegatividade e Número de Onda

Gabarito: letra C. O número de onda na espectroscopia no infravermelho aumenta com a ordem de ligação (C-N < C=N < C≡N) e também aumenta com a eletronegatividade dos átomos envolvidos (H-C < H-N < H-O < H-F). Isso decorre da relação entre a frequência vibracional e a constante de força da ligação, que é maior para ligações mais fortes e mais polares.

A espectroscopia no infravermelho (IV) analisa as vibrações moleculares. Para uma molécula diatômica (AB), o modelo do oscilador harmônico relaciona a frequência de vibração ( $\nu$ ) com a constante de força da ligação ( $k$ ) e a massa reduzida ( $\mu$ ) dos átomos:

\nu = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{k}{\mu}}

O número de onda ( $\bar{\nu}$ ) é proporcional à frequência: $\bar{\nu} = \nu / c$ . Portanto, quanto maior a constante de força $k$ , maior o número de onda.

A constante de força $k$ é uma medida da "rigidez" da ligação. Ela aumenta quando:

A ordem de ligação aumenta: ligações triplas (C≡N) são mais rígidas que duplas (C=N), que por sua vez são mais rígidas que simples (C-N). Isso ocorre porque há mais elétrons compartilhados, aproximando os núcleos e aumentando a energia necessária para esticá-los.
A eletronegatividade dos átomos aumenta: quando os átomos são mais eletronegativos, a nuvem eletrônica é mais fortemente atraída para os núcleos, tornando a ligação mais curta e mais rígida. Na série H-C, H-N, H-O e H-F, a eletronegatividade aumenta do carbono para o flúor, e o número de onda também aumenta.

A tabela abaixo resume os efeitos:

Fator	Efeito na constante de força ( $k$ )	Efeito no número de onda ( $\bar{\nu}$ )
Aumento da ordem de ligação	Aumenta	Aumenta
Aumento da eletronegatividade	Aumenta	Aumenta

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que o número de onda "não é afetado com o aumento da eletronegatividade do ânion". Isso é falso: o aumento da eletronegatividade aumenta a constante de força e, consequentemente, o número de onda. O erro está na segunda parte da afirmação.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Afirma que o número de onda "diminui com o aumento da eletronegatividade do ânion". Isso é o oposto do que ocorre. O aumento da eletronegatividade torna a ligação mais rígida, aumentando o número de onda. O erro está na segunda parte da afirmação.

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Afirma corretamente que o número de onda aumenta do C-N para o C≡N (devido ao aumento da ordem de ligação) e também aumenta com o aumento da eletronegatividade do ânion (devido ao aumento da constante de força). Esta é a relação correta entre os dois fatores e o número de onda.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Afirma que o número de onda "diminui do C-N para o C≡N". Isso é falso: o aumento da ordem de ligação aumenta a constante de força e, portanto, o número de onda. O erro está na primeira parte da afirmação.

Alternativa E — ❌ Incorreta

Afirma que o número de onda "não é afetado pela ordem de ligação". Isso é falso: a ordem de ligação é um dos principais fatores que determinam a constante de força e, portanto, o número de onda. O erro está na primeira parte da afirmação.

NÃO CAIA NESSA!

A banca explora a confusão entre os efeitos da ordem de ligação e da eletronegatividade. O candidato pode lembrar que a ordem de ligação aumenta o número de onda, mas esquecer que a eletronegatividade também o aumenta, ou inverter o sentido de um dos efeitos. A chave é lembrar que ambos os fatores aumentam a constante de força da ligação, e portanto aumentam o número de onda.

PEGA ESSA DICA!

Para questões de espectroscopia no IV, lembre-se da fórmula do oscilador harmônico: $\bar{\nu} \propto \sqrt{k}$ . Tudo o que aumenta a rigidez da ligação (ordem de ligação, eletronegatividade) aumenta o número de onda. Compare sempre os pares: C-N < C=N < C≡N e H-C < H-N < H-O < H-F.

Gabarito: letra C

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