Primera prova parcial de Fonaments de Química. Grau de Química 5/11/2015. NOM i COGNOMS... GG... GM... DNI...

Transcripción

1 NOM i COGNOMS... GG... GM... DNI... Aquest examen consta de 4 preguntes. Utilitzeu només el full assignat a cada pregunta per tal de respondre-la. En cada full podeu escriure per daant i per darrera. Només es corregirà el que estigui escrit en bolígraf. Si no s'indica el contrari, cal raonar breument totes les respostes. La part no recuperable d'aquesta proa contribueix en un 15 % a la nota final de l'assignatura. La part recuperable d'aquesta proa contribueix en un 35 % a la nota final de l'assignatura. Nota important: La còpia, trànsit d'informació, la tinença d'un mòbil o aparell similar (smartphone, tauleta, audiòfon,...), etc. durant la proa comportarà suspendre l'examen amb una nota de zero, sense perjudici d'estendre la penalització més enllà, d'acord amb els articles de la Normatia sobre Organització, Desenolupament i Aaluació dels Estudis de Grau de la Facultat de Ciències i de la Normatia Reguladora dels Processos d Aaluació i Qualificació dels Estudiants de la Uniersitat de Girona. Part No Recuperable NR) (10 punts) a) Ordena els ions isoelectrònics I -, Ba 2+, La 3+, Te 2- i Cs + en ordre creixent de radis. b) Justifica el fet de que el Zn tingui un olum atòmic més petit que el Ca. Dades: Z(I) = 53; Z(Ba) = 56; Z(La) = 57; Z(Te) = 52; Z(Cs) = 55; Z(Zn) = 30; Z(Ca) = 20 1

2 Part Recuperable R1) (10 punts) Per les molècules següents, determineu l estructura de Lewis, la geometria pel mètode VSEPR (cal fer el dibuix i donar el nom), l ordre d enllaç de tots els enllaços i el alor aproximat de tots els angles d enllaç. Indiqueu també si la molècula té moment dipolar (i.e. és polar). a) OCN ; b) ; c) ; d) N 2 O 4 Dades: Z(O) = 8; Z(C) = 6; Z(N) = 7; Z(I) = 53; Z(F) = 9; Z(As) = 33. a) OCN ; ió cianat; :Ö:-C N: ; lineal; O-C-N; Ordre d enllaç (OE) igual a 1 per l enllaç O-C i 3 per l enllaç C-N. L angle (A) O-C-N és 180º. Moment dipolar diferent de zero (polar). b), ió tetrafluoroiodat; Plana quadrada OE(I-F) = 1 A(F-I-F) = 90º apolar c), tetrafluoroarseniat; Forma de Balanci, OE(As-F)=1; A(F axial -As- F axial )< 180º, A(F axial -As- F equatorial )< 90º, A(F axial -As- F axial )< 120º, degut a la repulsió del parell no compartit. Polar d) N 2 O 4, tetraòxid de di nitrogen; plana, dos plano trigonals unides per un enllaç N-N; OE(N-O) = 1.5, OE(N-N) = 1; A)(O-N-O) > 120º, A(O-N-N) < 120, degut a que la repulsió enllaç d ordre 1.5 enllaç d ordre 1.5 és més gran que la repulsió enllaç 1.5 enllaç simple. Moment dipolar igual a zero (apolar). 2

3 R2) (10 punts) L Oudemansin A és un compost aïllat d un bolet amb una potent actiitat fungicida. Contesteu les preguntes que es fan a continuació en referència a aquest compost: a) Doneu la fórmula molecular de l Oudemansin A. C 17 H 22 O 4 b) Quants carbonis amb hibridació sp 2 té la molècula? Té 11 carbonis amb hibridació sp 2 (marcats amb rosa a l estructura). c) Indiqueu pels dos enllaços a i b, marcats amb una fletxa a l estructura, quins orbitals es solapen per formar l enllaç. L enllaç C=O (a) té dues components. La component sigma es forma per solapament frontal entre 1 orbital híbrid sp 2 del carboni i un orbital híbrid sp 2 de l oxígen. La component pi es forma per solapament lateral entre un orbital p no híbrid del carboni i un orbital p no híbrid de l oxígen. L enllaç b es forma per solapament frontal entre un orbital híbrid sp 2 del carboni inferior i un orbital híbrid sp 3 del carboni superior. d) Es poden establir ponts d hidrogen entre dues molècules d Oudemansin A? I entre l Oudemansin A i l etanol? Dues molècules d Oudemansin A no poden establir ponts d hidrogen entre elles perquè la molècula no té cap H unit a un àtom electronegatiu (O, N, F) que pugui actuar com a part donadora del pont d hidrogen. En cani si que pot establir ponts d hidrogen amb l etanol ja que té 4 oxigens amb parells d electrons no compartits que poden actuar d acceptors de ponts d hidrogen amb l hidrogen unit a l oxigen de l etanol. 3

4 e) Expliqueu què indica el signe (-) daant del nom del compost. El signe (-) indica que el compost, que és quiral, gira el pla de la llum polaritzada cap a l esquerre, és a dir és leogir. f) Dibuixeu l enantiòmer i un diastereoisòmer de l Oudemansin A. L enantiòmer del (-)-Oudemansin A és el compost mostrat a continuació: Hi ha molts diastereoisòmers del compost (qualseol compost amb diferent configuració però que no sigui imatge especular no sobreposable). Un parell d exemples es mostren a continuació. 4

5 R3) (10 punts) Per a un gas diatòmic homonuclear considerat ideal se sap que a una determinada temperatura T la elocitat mitjana de les sees molècules és de 1310 km/h. També se sap que la sea elocitat d'efusió és una quarta part de la elocitat d'efusió del gas H 2 quan es troben a la mateixa temperatura. De quin gas es tracta? A quina temperatura T es troba? Dades: Els pesos moleculars aproximats d'alguns elements químics són els següents (expressats en uma): H:1 He:4 Li:7 Be:9 B:10.8 C:12 N:14 O:16 F:19 Ne:20.2 8kT m, 2 3 kt m, kt * 2, m M M Cal saber que de les fórmules que es donen cal considerar la primera i la darrera. També cal saber manipular correctament les unitats. En aplicar la condició d'efusió (llei de Graham) s'obté de la darrera equació que < 1 >/< 2 > = 1/4 = (2 uma / M) 1/2. D'aquí M=32 uma i es tracta del gas O 2. Després, prenent la primera equació es planteja I d'aquí s'obté T=200 K km/h = m/s = [ JK -1 T / ( 32 gmol -1 / molècules -1 mol kg g -1 )] 1/2. 5