GRUPO 3 1. Descreva o experimento de Rutherford sobre o

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA – DQMC
Disciplina: Química Quântica – QQA0001
Profa.: Carla Dalmolin
Curso: Licenciatura em Química
Prova 2 – Entrega em 24/11/2016
GRUPO 3
1. Descreva o experimento de Rutherford sobre o espalhamento de partículas . Explique,
mostrando os cálculos utilizados, como foi possível provar através deste experimento
a existência de um núcleo denso de carga positiva, que mais tarde daria origem ao
modelo do átomo de Rutherford-Bohr.
2. Os microscópios eletrônicos podem fornecer imagens com resolução de centena de
vezes maior que as obtidas em microscópios ópticos, devido ao pequeno comprimento
de onda do feixe de elétrons (Secção Impacto 17.1 do livro Físico-Química, 9ª. Ed. de
P. Atkins e J. de Paula). Para elétrons que se movem a velocidades próximas a
ℎ
velocidade da luz (c), a expressão para o comprimento de onda de de Broglie (𝜆 = 𝑝)
precisa ser corrigida para levar em conta efeitos relativísticos:
𝜆=
ℎ
1
𝑒Δ𝜙 2
{2𝑚𝑒 𝑒Δ𝜙 (1 +
)}
2𝑚𝑒 𝑐 2
Onde 𝑚𝑒 é a massa do elétron e Δ𝜙 é a diferença de potencial através da qual os
elétrons são acelerados.
a) Use a expressão acima para calcular o comprimento de onda de de Broglie de
elétrons acelerados por uma diferença de potencial de 50 kV.
b) A correção relativística é importante?
3. Uma das aplicações do modelo quântico da partícula na caixa unidimensional é a
descrição de sistemas conjugados. Nestes sistemas um determinado orbital atômico 
apresenta grande entrosamento com orbitais de átomos vizinhos e, consequentemente,
os elétrons tendem a se deslocalizar ao longo do sistema . O potencial a que os
elétrons  estão sujeitos é grosseiramente parecido com o do potencial na caixa, ou
seja, um potencial fortemente repulsivo nas extremidades e aproximadamente
constante ao longo das sucessivas ligações conjugadas. Pelo modelo da caixa
unidimensional, a energia dos elétrons na caixa é quantizada e dada por:
𝐸𝑛 = 𝑛2
ℎ2
8𝑚𝐿2
A figura a seguir mostra a estrutura química da molécula de fenolftaleína nos estados
protonado (pH < 8) e não protonado (pH > 8). Explique, com base no modelo da
partícula na caixa aplicada a sistemas conjugados, por que esta molécula é utilizada
como indicador ácido – base.
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA – DQMC
Disciplina: Química Quântica – QQA0001
Profa.: Carla Dalmolin
Curso: Licenciatura em Química
Prova 2 – Entrega em 24/11/2016
4. A rotação da molécula de 1H127I pode ser imaginada como o movimento orbital do
átomo de H à distância de 160 pm do átomo de I estacionário. Imagine que esta rotação
se dê em um plano. Calcule a energia necessária para excitar a molécula à rotação.
Qual é o momento angular mínimo da molécula imediatamente superior a 0?
5. Descreva e explique a variação das energias da primeira ionização ao longo do Período
2 da tabela periódica. Você esperaria a mesma variação no Período 3?
6. A função de onda do estado fundamental do átomo de hidrogênio é 𝑁𝑒
a constante de normalização, N.
−
𝑟
𝑎0
. Determine