Lista 1 Modelos aômicos 2015

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Lista de Exercícios 01 – Modelos atômicos e distribuição eletrônica
1) O que significa dizer que a energia é quantizada? Por que não notamos a quantização da energia nas atividades
cotidianas?
2) O que é um fóton? Como a energia de um fóton está relacionada com (a) a freqüência? (b) comprimento de onda?
3) Quais as unidades do SI básicas para (a) o comprimento de onda da luz, (b) a frequência da luz, (c) a velocidade da
luz?
4) Organize os seguintes tipos de energia eletromagnética em ordem crescente de comprimento de onda:
infravermelho, luz verde, luz vermelha, ondas de rádio, raiox X, luz ultravioleta.
5) (a) Qual é a relação entre onde o comprimento de onda e a frequência da energia radiante? (b) Calcule o menor
incremento de energia (um quantum) que pode ser emitido ou absorvido a um comprimento de onda 812 nm. (b)
Calcule a energia de um fóton de frequência 2,72 x 10 13 s-1. (c) Que comprimento de onda de radiação tem fótons
de energia 7,84 x 1018 J? Em que parte do espectro eletromagnético essa radiação seria encontrada?
6) (a) Calcule e compare a energia de um fóton de comprimento de onda de 3,3m com um comprimento de onda de
0,154 nm. (b) Qual a região do espectro eletromagnético à qual cada um pertence.
7) O ozônio na camada superior da atmosfera absorve energia na faixa de 210-230 nm no espectro. Em qual região do
espectro eletromagnético essa radiação ocorre?
8) (a) Qual a frequência de radiação que tem um comprimento de onda de 0,452 pm? (b) Qual é o comprimento de
onda de radiação de radiação que tem a frequência de 2,55 x 1016 s-1? Quais das radiações seriam visíveis a olho nu,
as do item (a) ou (b)? Qual a distância percorrida por uma radiação eletromagnética em 7,50 ms?
9) Os átomos de mercúrio excitados emitem luz intensa em comprimento de onda de 436 nm. Qual a frequência desta
radiação? Determine a cor associada ao seu comprimento de onda?
10) A energia de radiação pode ser utilizada para causar a ruptura de ligações químicas. Uma energia mínima de 495
kJ/mol é necessária para quebrar a ligação oxigênio-oxigênio no O2. Qual o comprimento de onda mais longo da
radiação que possui energia necessária para quebrar a ligação? Que tipo de radiação eletromagnética é essa?
11) O valor aceito internacionalmente para a carga do elétron é 1,6022x10 -19 C. Calcule aa carga de 1 mol de elétrons.
12) Explique como a existência de espectros de linhas é consistente com a teoria de Bohr sobre energias quantizadas
para um elétron no átomo de hidrogênio?
13) Nos termos da teoria de Bohr para o átomo de hidrogênio, qual processo ocorre quando seus átomos excitados
emitem energia radiante com determinados comprimentos de onda?
14) Uma das linhas de emissão do átomo de hidrogênio tem comprimento de onda 93,8 nm. (a) Em qual região do
espectro eletromagnético essa emissão é encontrada? Qual a velocidade de um nêutron de comprimento de onda 100
pm?
15) O que é um isótopo? Por que as massas atômicas não são números inteiros?
16) A partir das seguintes massas isotópicas e abundâncias, calcule a massa atômica dos
elementos:
Átomos
Magnésio
Oxigênio
Boro
Abundância (%)
78,60
10,11
11,29
15,9949
16,9990
17,9990
10,00
11,00
Massa (u)
23,993
24,994
25,991
99,76
0,04
0,20
20
80
O sódio e seus compostos, em determinadas condições, emitem uma luz amarela característica. Explique esse fenômeno
em termos de elétrons e níveis (camadas) de energia.
17) Os fogos de artifício utilizam sais de diferentes metais adicionados à pólvora e, quando explodem, produzem cores
variadas. As diversas cores são produzidas quando os elétrons dos íons metálicos retornam para níveis de menor
energia, emitindo radiações coloridas.
Sais de
Bário
Césio
Potássio
Sódio
Cálcio
Coloração
Verde
Azul claro
Violeta
Amarelo
Vermelho
Esse fenômeno pode ser explicado pela Teoria Atômica proposta por:
a) Thomson
b) Dalton
c) Bohr
d) Lavoisier
e) Rutherford
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18) Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr são cientistas que contribuíram, significativamente, para o desenvolvimento
da teoria atômica. Em relação à estrutura atômica, assinale com (V) a(s) alternativa(s) verdadeira(s) e com (F) a(s)
falsa(s).
a. ( ) Dalton postulou, baseado em evidências experimentais, que o átomo era uma “bolinha” extremamente pequena,
maciça e indivisível.
b. (
) Os resultados dos experimentos de descargas elétricas e gases rarefeitos permitiram a Thomson propor um
modelo atômico constituído de cargas negativas e positivas.
c. (
) Experimentos de bombardeamento de uma placa de ouro com partículas levaram Rutherford a propor um
modelo atômico em que o átomo era constituído de um núcleo e uma eletrosfera de iguais tamanhos.
d. (
) A interpretação dos estudos com espectros do hidrogênio levou Bohr a propor que o átomo possui órbitas
definidas por determinadas energias.
e. ( ) No modelo atômico de Bohr, os diversos estados energéticos, para os elétrons, foram chamados camadas ou
níveis de energia.
19) O sal de cozinha (NaCl) emite luz de coloração amarela quando colocado numa chama. Baseando-se na teoria
atômica, é correto afirmar que:
a) os elétrons do cátion Na+, ao receberem energia da chama, saltam de uma camada mais externa para uma mais
interna, emitindo uma luz amarela.
b) a luz amarela emitida nada tem a ver com o sal de cozinha, pois ele não é amarelo.
c) a emissão da luz amarela se deve a átomos de oxigênio.
d) os elétrons do cátion Na+, ao receberem energia da chama, saltam de uma camada mais interna para uma mais
externa e, ao perderem a energia ganha, emitem-na sob a forma de luz amarela.
e) qualquer outro sal também produziria a mesma coloração.
20) Por meio de bombardeio de lâminas de ouro com partículas α, Rutherford concluiu que:
a) átomos do mesmo elemento, que diferem entre si na massa, são isótopos;
b) a massa do elétron é igual a 9,1x10 -28g e a carga é igual à do próton, porém de sinal contrário;
c) a energia é emitida descontinuamente pelos átomos sob a forma de fótons;
d) os átomos de ouro possuem elétrons desemparelhados;
e) no núcleo do átomo estão concentradas sua massa e sua carga positiva.
21) Dê o número de prótons, nêutrons e elétrons para os átomos abaixo:
(a) 56Fe
(b) 201Hg
(c) 27Al3+
(d) 32S2-31
22) Calcule o comprimento de onda de um elétron (massa = 9,1 x 10 kg) viajando a 1,0 x 106 m/s.
23) Calcule o comprimento de onda de um elefante (massa = 5500 kg) viajando a 1,0 m/s.
24) Descreva os quatro números quânticos de um elétron e diga quais são os seus valores permitidos.
25) Quantos orbitais existem em subcamadas com ℓ igual a (a) 0; (b) 2; (c) 1; (d) 3?
26) Quantas subcamadas existem para o número quântico principal n= 5? (b) Identifique as subcamadas com n= 5s, etc.
(c) quantos orbitais existem na camada com n= 5?
27) Números quânticos: (a) Quando n = 4, quais são os valores possíveis de ℓ? (b) Quando ℓ = 2, quais são os valores
possíveis de mℓ? (c) Para um orbital 3s, quais são os valores possíveis de n, ℓ e mℓ? (d) Para um orbital 4f, quais são os
valores possíveis de n, ℓ e mℓ?
28) Mostre qual(is) dos seguintes orbitais não pode(m) existir de acordo com a teoria quântica: 2s, 2d, 3p, 3f, 4f e 5s.
Explique de maneira simples a sua resposta.
29) Explique de maneira simples por que cada um dos seguintes conjuntos de números quânticos não é possível para um
elétron em um átomo. (a) n = 2, ℓ = 2, mℓ = 0;
(b) n = 3, ℓ = 0, mℓ = -2; (c) n = 6, ℓ = 0, mℓ = 1.
30) Faça a distribuição eletrônica para os átomos e ou íons abaixo e indique quantos elétrons existem na camada de
valência e os quatro números quânticos do elétron mais energético.
(a) 12Mg
(b) 16S
(c) 29Cu
(d) 24Cr3+
(e) 8O231) Que elemento tem a seguinte configuração eletrônica? (a) Kr 4d105s25p4
(c) He 2s22p2
(d) ) Rn 7s26d2
(e) Ar 3d104s2 4p1
32) Qual o número de elétrons de valência para os átomos: (a) Bi
(b) Ba
(b) Ar 3d34s2
(f) Kr 5s2
(c) Mn
33) Utilizando a distribuição eletrônica para as átomos: (a) Na (b) S (c) Fe (d) Ar
Prediga os quatro números quânticos para o elétron mais energético de cada átomo.
(d) Zn
(e) Ti
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