I primi 40 quesiti sono comuni alle classi A e B.
1. Indicare quale, tra i seguenti, è il composto di coordinazione:
A) TiO2
B) XeF2
C) Ni(CO)4
D) Ca(OH)2
soluzione
i composti di coordinazione sono molecole in cui un catione metallico è coordinato cioè legato ad atomi, ioni o gruppi atomici con un numero di legami superiore al suo numero di ossidazione. I composti di coordinazione vengono anche chiamati composti complessi ed un esempio è uno ione metallico in soluzione acquosa che è coordinato da molecole d’acqua. Gli atomi o gruppi atomici che si legano al metallo vengono chiamati LEGANDI. Nei composti complessi, il metallo utilizza gli orbitali d e molto spesso i complessi che essi formano assumono colorazioni marcate come per esempio il Fe, coordinato all’emoglobina del sangue impartisce a questo la ben nota colorazione rossa. Uno dei legandi molto comuni è il gruppo carbonile ed i complessi che ne risultano vengono chiamati carbonili metallici.Il Ni usa gli orbitali SP3 e la struttura che ne risulta è tetraedrica ed il composto è diamagnetico (non esistono elettroni spaiati).
poiché i metalli di transizione formano con molta facilità complessi molto stabili con l’ossido di carbonio, se ne deduce che deve intervenire un meccanismo di interazione di legame diversa da quello puramente σ e specifico per questo tipo di composti, infatti
uno spostamento di elettroni via legame π dal metallo all’ossido di carbonio rende quest’ultimo più negativo per cui risulta esaltata la sua basicità(retrodonazione di elettroni o Back donation))
In altri termini l’interazione σC→Me rendendo il CO meno negativo p più positivo faciliterà un richiamo di elettroni dal metallo al CO attraverso il legame π ed il risultato è un reciproco rafforzamento dei legami σ e π.
Da quanto abbiamo esposto è chiaro che il composto di coordinazione è Ni(CO)4
risposta corretta C
2. In una scatola sono conservati 100 gessetti che pesano in totale 1,00 kg. Assumendo che il gessetto sia costituito interamente da solfato di calcio diidrato, calcolare il numero di atomi di ossigeno contenuti in un gessetto:
A) 2,07 · 1023
B) 6,02 · 1023
C) 1,38 · 1023
D) 3,46 · 1022
soluzione
se 100 gessetti pesano 1000 g un gessetto pesa 10 g. Il PM del solfato di Ca .2H2O è 172,14 g
Sappiamo che in 1 mole di sostanza (in questo caso 172,14 g ) vi sono 6,02 x 1023 molecole quindi in 10 g ve ne saranno X
X= 10 x 6,02 x 1023 / 172,14 =0,342 x 1023
in 1 gessetto vi sono 3,49 x 1022 molecole
risposta corretta D
3. Lo ione Fe2+ è isoelettronico con:
A) Mn2+
B) Co3+
C) Ni2+
D) Cu2+
soluzione
Isoelettronico significa che ha lo stesso numero di elettroni di un altro elemento che può essere neutro o ione.
Fe+2 possiede 2 elettroni in meno rispetto ad Fe ([Ar] 3d64s2) quindi Fe+2 ha la configurazione [Ar] 3d6
Le configurazioni dei metalli indicati e dei loro rispettivi ioni sono:
Mn [Ar] 3d54s2 Mn+2 significa che vi sono 2 elettroni in meno quindi la configurazione elettronica di Mn+2 è : [Ar] 3d5
Co [Ar] 3d74s2 Co+3 significa che vi sono 3 elettroni in meno quindi la configurazione elettronica di Co+2 è: [Ar] 3d6
Ni [Ar] 3d84s2 Ni+2 significa che vi sono 2 elettroni in meno quindi la configurazione elettronica di Ni+2 è : [Ar] 3d8
Cu+2 [Ar] 3d104s1 Cu+2 significa che vi sono 2 elettroni in meno quindi la configurazione elettronica di Cu+2 è: [Ar] 3d9
ne consegue che il Fe+2 è isoelettronico con lo ione Co+3
risposta corretta B
4. Lasciando una soluzione acquosa di NaOH esposta all’aria, dopo qualche tempo la concentrazione dell’idrossido di sodio diminuisce. Come si può spiegare questo fenomeno?
A) l’idrossido di sodio reagisce con l’acqua.
B) l’idrossido di sodio evapora.
C) evapora l’acqua cambiando la concentrazione della base.
D) l’idrossido di sodio reagisce con l’anidride carbonica sciolta in acqua.
soluzione
una soluzione acquosa di NaOH in presenza di aria è a contatto con l’anidride carbonica in essa contenuta per cui si ha la reazione
1) CO2 + NaOH = NaHCO3 (formazione di bicarbonato di sodio)
2) NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O (formazione di carbonato di sodio)
essendo l’ ambiente basico le reazioni avvengono in modo completo e gli equilibri sono spostati tutti a destra della reazione verso la formazione del Carbonato.
Lquantità di NaOH in presenza di aria pertanto diminuisce per formazione di Na2CO3
risposta corretta D
5. Indicare il tipo di interazione principale che si instaura tra H2O e D2O.
A) legame a idrogeno
B) dipolo permanente – dipolo indotto
C) carica – carica
D) nessuna delle precedenti
soluzione
Il deuterio rispetto all’idrogeno possiede un neutrone in più ma ciò non modifica le proprietà delle interazioni tra le molecole che per effetto del momento di dipolo si attraggono con un vero e proprio legame a ponti idrogeno O-H…O-H
O-D…O_H
si instaura pertanto un legame Idrogeno.
risposta corretta A
6. Quanto piombo si deve pesare per avere sulla bilancia un numero di atomi uguale a quello che costituisce 5,00 kg di ferro?
A) 1,85 g
B) 18,5 g
C) 1,85 kg
D) 18,5 kg
soluzione
la prima cosa da fare è calcolare quanti atomi vi siano in 5000 g di Fe.
sapendo che in una quantità 55,85 g (pari al PA del Fe) vi sono 6,02 x 1023 atomi allora in 5000 g ve ne saranno X
X = 5000 x 6,02 x 1023 / 55,85 = 538,9 x 1023 atomi
pertanto se in una quantità di Pb pari al suo PA vi sono 6,02 x 1023 atomi in X g ve ne saranno 538,9 x 1023 che rappresentano la quantità di atomi in 5 Kg doi Fe.
207,2 : 6,02 x 1023 atomi = Xg : 538,9 x 1023
X = 207,2 x 538,9 x 1023 / 6,02 x 1023
X= 18548 g = 18,5 Kg
risposta corretta D
7. Porre i seguenti elementi in ordine di elettronegatività decrescente:
A) Cl > Si > S > P
B) Cl > P > Si > S
C) Cl > S > P > Si
D) Cl > S > Si > P
soluzione
L’elettronegatività è definita come la capacità di un atomo di attrarre verso di sè gli elettroni di un legame. Se il legame è tra due atomi uguali gli elettroni ovviamente si trovano equamente condivisi tra i due atomi. Se invece gli atomi sono differenti allora uno dei due atomi ha una tendenza maggiore ad attrarre il doppietto elettronico di legame.
Esistono diverse scale di elettronegatività degli atomi la prima delle quali e forse più usata è la scala di Pauling .
La scala si costruisce attribuendo all’elettronegatività di un elemento un valore arbitrario e ricavando poi i valori relativi a questo attraverso la formula così ottenuta:
Consideriamo due atomi A e B che prendono parte a un legame covalente. Secondo Pauling la differenza di elettronegatività tra questi due atomi è pari a:
dove:
xa ed xb sono le elettronegatività degli atomi A e B.
Δ è detto “surplus di energia”,ed è dato da:
Dove EAB è l’energia di legame del composto A-B,
EAA l’energia di legame del composto A-A,
EBB l’energia di legame del composto B-B
il coefficiente 0,102 è dovuto al fatto che originariamente Pauling utilizzò entalpie espresse in elettroni volts mentre attualmente l’unità di misura nel sistema SI dell’entalpia è kJ/mol. Se espressa invece in kcal/mol il coefficiente assume il valore di 0,208.
Scala di Mulliken
L’elettronegatività è definita semplicemente come la media aritmetica tra l’ Energia di Ionizzazione e l’Affinità elettronica
Scala di Allred-Rochow
Questa scala si basa sull’idea che un elettrone venga attratto da un atomo per effetto della forza coulombiana esercitata dal nucleo
dove Z* è la carica nucleare efficace
L’elettronegatività è proporzionale a questa forza:
- dove r è il raggio covalente dell’atomo.
ELETTRONEGATIVITA’ E TAVOLA PERIODICA
l’elettronegatività diminuisce lungo i gruppi mentre cresce lungo i periodi pertanto
Cl =3,16
Si=1,9
S = 2,58
P = 2,19
pertanto la soluzione è Cl > S > P > Si
risposta corretta C
8. Indicare l’affermazione ERRATA:
A) il legame singolo Si-Cl è più polare del legame singolo P-Cl
B) il legame singolo C-S è meno polare del legame singolo S-O
C) il legame singolo Si-O è più polare del legame singolo P-O
D) il legame singolo Si-O è meno polare del legame singolo P-O
soluzione
dai dati di elettronegatività che si possono vedere anche nel precedente quesito, è evidente che il silicio ha minore elettronegatività del fosforo quindi il legame Si-O è più polare del legame P.O
La risposta corretta è D
9. Indicare la molecola che non presenta legami doppi, secondo la teoria VSEPR:
A) SO2
B) B2O3
C) Cl2O
D) CO2
soluzione
La teoria VSEPR (Gillespie) consiste nell’individuare la disposizione geometrica degli atomi di una molecola tenendo presente che gli elettroni di un legame tendono a disporsi il più lontano possibile respingendosi tra loro secondo la legge di Coulomb.
l’SO2 ha la seguente struttura
quindi presenta atomi che usano ibridi SP2 e quindi con legami σ e π.
B2O3 o triossido di diboro ha la seguente struttura
Anche questa molecola presenta doppi legami tra boro ed ossigeno.
La molecola di CO2 ha la struttura lineare :
ed ovviamente presenta doppi legami.
La molecola Cl2O è pertanto la molecola che possiede solo legami sigma :
Sia l’ossigeno che il cloro usano ibridi SP2 con angolo che dovrebbe essere 109°,28′ tuttavia in questo caso la treoria VESPR prevede un angolo leggermente maggiore perchè i due atomi di cloro si respingono tra loro.
la risposta corretta è C
10. In Texas è stato rinvenuto un meteorite di forma approssimativamente sferica, di raggio 0,300 m e densità 4500 kg/m3. Esso è costituito da ferro e nichel ed il primo è presente al 35% in peso. Calcolare la quantità in moli di nichel presente nel campione.
A) 5,63 mol
B) 5,63 ·103 mol
C) 3,03 mol
D) 3,03 ·103 mol
soluzione
Per calcolare la % di Ni presente nel meteorite è necessario conoscere la quantità iniziale di materia in cui esso è contenuto che corriponde al peso del meteorite.
Non ci viene fornito il peso, tuttavia conosciamo la densità d e sappiamo che d=grammi /Volume
Pur non essendo fornito il volume , è possibile ottenerlo dai dati del quesito infatti il meteorite è una sfera ed il volume di una sfera è V=4/3π r3 pertanto conoscendo il raggio r=0,3 m si ha V= 0,113 m3 pertanto:
d = 4500 kg= Kg / 0,113 da cui si ha Peso meteorite= 508,5 Kg
Sapendo che contiene Fe al 35% è chiaro che Ni è il 65%
Per ottenere la quantità di Ni presente nel meteorite è sufficiente effettuare la proporzione:
se in 100 Kg vi sono 65 Kg di Ni allora in 508,5 Kg ve ne sono X
X= 65 x 508,5 / 100 = 330,5 Kg e siccome il Ni ha un PA=58,7 g
moli di Ni =330,5 x 103 g /58,7 = 5,63 x 103
risposta corretta B
11. Indicare la configurazione elettronica dello ione S2‒
A) [Ne] 3s2 3p8
B) [Ne] 3s2 3p5
C) [Ne] 3s1 3p6
D) [Ar]
soluzione
S2- significa che lo zolfo rispetto all’atomo neuro ha 2 elettroni in più (2 cariche negative) ,pertanto avendo lo S la seguente struttura:
S= [Ne] 3s²3p⁴ ne consegue che S-2 = [Ne] 3s²3p6
la risposta corretta è C
12. La formula di Lewis di H2SO3:
A) ha tre legami doppi
B) ha un legame zolfo-idrogeno
C) ha un legame triplo
D) ha un solo legame doppio tra ossigeno e zolfo
soluzione
H2SO3 è un acido e quindi gli ioni H+ sono disponibili per eventuali reazioni di sostituzione per cui non vi è un legame S-H diretto ma esso deve essere legato all’0ssigeno da cui è più facile staccarlo.Infatti la struttura di H2SO3 è la seguente :
quindi vi è un solo doppio legame tra ossigeno e zolfo.
risposta corretta D
13. Indicare quale coppia di molecole ha la stessa geometria molecolare, secondo la teoria VSEPR:
A) BeCl2 H2O
B) BeCl2 XeF2
C) BeCl2 SO2
D) BeCl2 NO2
soluzione
Allo stato cristallino il cloruro di berillio presenta una struttura di polimero monodimensionale costituito da celle tetraedriche unite per gli spigoli; la struttura tetraedrica è distorta, con angoli Cl-Be-Cl di 109° e Be-Cl-Be di 71°
In fase gassosa può presentarsi sia come monomero che come dimero. I monomeri presentano geometria lineare con angolo di 180° a conferma del parziale carattere covalente dei legami: la molecola BeCl2 secondo la teoria VESPR mostra una geometria lineare
PbCl2 + Al2(SO4)3 → PbSO4 + AlCl3
A) 1, 1, 2, 2
B) 1, 1, 3, 3
C) 1, 2, 3, 3
D) 2, 2, 3, 3
P4O10 (s) + H2O (l) → H3PO4 (aq)
Calcolare quanti grammi di H3PO4 si formano e quanti grammi del reagente in eccesso rimangono inalterati alla fine della reazione.
A) H3PO4: 3,45 g; reagente in eccesso: 1,55 g
B) H3PO4: 8,82 g; reagente in eccesso: 2,08 g
C) H3PO4: 3,92 g; reagente in eccesso: 2,34 g
D) H3PO4: 13,62 g; reagente in eccesso: 2,08 g
CH4 (g) + O2 (g) → CO2 (g) + H2O (l)
calcolare il volume di ossigeno necessario per la combustione di 5,0 dm3 di CH4. I volumi siano misurati alla temperatura di 25°C e alla pressione di 101 kPa.
A) 2,5 dm3
B) 5,0 dm3
C) 7,5 dm3
D) 10 dm3
A) 3, 4, 3, 1, 2
B) 3, 8, 3, 2, 4
C) 3, 8, 3, 1, 4
D) 3, 8, 3, 2, 8
CrCl3 + (NH4)2S + H2O →NH4Cl + H2S + Cr(OH)3
A) 1, 1, 2, 2, 3, 3
B) 1, 2, 3, 3, 6, 6
C) 2, 2, 3, 3, 6, 6
D) 1, 2, 3, 4, 6, 6
As2O5 (s) + H2O (l) → H3AsO4 (aq)
A) 0,0360 g
B) 0,108 g
C) 0,144 g
D) 0,460 g
A) tetraedrica
B) piramidale quadrata
C) bipiramidale trigonale
D) ottaedrica
La teoria VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion, cioè repulsione delle coppie elettroniche nel guscio di valenza) è un metodo che serve per individuare in una molecola la disposizione geometrica degli atomi e si basa sul fatto che i doppietti elettronici di legame ed i doppietti solitari (lone pair) tendono a disporsi il più lontano possibile fra loro secondo la legge di Coulomb . Le forze di repulsione tra due coppie solitarie sono più forti rispetto alle forze di repulsione tra una coppia solitaria ed una coppia di legame, a loro volta più forti delle forze di repulsione tra due coppie elettroniche di legame. Gli elettroni tendono a respingersi posizionandosi il più lontano possibile tra loro. Per conoscere la geometria molecolare con la teoria VESPR si usa il metodo AXE . Con la lettera A si indica l’atomo centrale e ha sempre come valore sottinteso 1. La X rappresenta il numero di legami sigma tra l’atomo centrale A e gli atomi ad esso legati X. I legami covalenti multipli (doppi, tripli, etc) contano come un X. Infine la E rappresenta il numero di coppie solitarie di elettroni (lone pair) presenti sull’atomo centrale A. La somma di X ed E, viene chiamata definita numero sterico.
A) 72 mg
B) 45 mg
C) 98 mg
D) 24 mg
A) 10,4%
B) 22,7%
C) 18,1%
D) 13,9%
C3H5(NO3)3 (l) → CO2 (g) + H2O (g) + N2 (g) + O2 (g)
Quante moli di N2 (g) si ottengono decomponendo 2 mol di nitroglicerina?
A) 2 mol
B) 3 mol
C) 4 mol
D) 6 mol
A) 185 mL
B) 350 mL
C) 224 mL
D) 188 mL
Cr2O72‒(aq) + CH3CH2OH (g) + H+(aq)→ Cr3+ (aq) + CH3COOH (aq) + H2O (l)
Calcolare quante moli di alcol reagiscono con 1 mol di dicromato di potassio.
A) 2,5 mol
B) 1,5 mol
C) 3,0 mol
D) 2,0 mol
[Ca2+] = 10‒2,0 M, [F‒] = 3,4·10‒5,0 M, [SO4‒2] = 10‒1,5 M
Quali solidi possono essere presenti come precipitati nei sedimenti dell’oceano?
A) CaF2 (s)
B) CaSO4 (s)
C) nessun solido
D) CaF2 (s) e CaSO4 (s)
MnO4‒(aq) + Mn2+(aq) + H2O (l) → MnO2 (s) + H+ (aq)
A) 6 mol
B) 8 mol
C) 4 mol
D) 5 mol
O2(g) è 1,45 g/L. Calcolare il peso molecolare del gas Y2.
A) 58,4 u
B) 65,1 u
C) 36,2 u
D) 24,9 u