Resoluções das atividades

QUÍMICA
Resoluções das atividades
Capítulo 5
Elétron de diferenciação
4f 5
Átomo da Mecânica Quântica
↑
↑
↑
↑
↑
–3
–2
–1
0
+1
n = 4,  = 3, m = +1 e ms = –
Átomo do elemento I:
Camada de
valência (n = 4)
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4
Subnível mais energético
Átomo do elemento II:
Camada de valência (n = 6)
1s 2s 2p 3s 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f 5
6
2
Subnível mais energético
Após análise das configurações eletrônicas dos elementos
I e II, conclui-se:
a) (F) O átomo do elemento I apresenta 6 elétrons de valência.
b) (F) O elétron mais energético do átomo do elemento II
encontra-se no subnível 4f 5.
c) (F) O átomo do elemento II apresenta 5 elétrons desemparelhados nos orbitais do subnível mais energético,
4f 5, conforme dado a seguir.
4f 5
↑
↑
↑
↑
↑
d) (F) O subnível mais energético do átomo do elemento I
é 4p4; dessa forma, os quatro números quânticos para
o elétron de diferenciação situado nesse subnível
terão os seguintes valores:
Elétron de diferenciação
1
(seta para cima)
2
A associação correta é:
01 E
Configurações eletrônicas dos elementos I e II, segundo o
diagrama energético de Linus Pauling:
2
+3
02 B
ATIVIDADES PARA SALA
2
+2
4p 4
↑↓
↑
–1
0
↑
( V ) O elétron gira ao redor do núcleo em órbitas circulares
quantizadas.
( VI) O elétron tem natureza dual, isto é, comporta-se como
partícula e onda.
( I ) No preenchimento do(s) orbital(is) de um subnível,
enquanto cada um deles não receber seu primeiro
elétron, nenhum poderá receber o segundo.
( II ) A localização e a velocidade do elétron não poderão
ser determinadas com precisão.
(IV ) Em um mesmo átomo, dois elétrons não podem ter os
quatro números quânticos iguais.
( III ) Equações de ondas determinam uma região em torno
do núcleo onde há maior probabilidade de se localizar
o elétron.
03 C
Após análise dos conjuntos de números quânticos, conclui-se que um conjunto de quatro números quânticos só é
1
possível para um elétron se: n >  ≥ m e ms = ± .
2
Dessa forma, para os conjuntos de números quânticos
dados, tem-se:
a) (F)  não pode ser igual a n.
b) (F) Se  = 1, m não pode ser –2, visto que m varia de
–  a +  , passando por 0.
c) (V)
d) (F) Se  = 3, m não pode ser –5, visto que m varia de
–  a + , passando por 0.
e) (F) Os valores de ms só podem ser ± 1 .
2
04 O elétron de maior energia do átomo A está situado na
camada M (n = 4), no subnível d ( = 2), no orbital correspondente a m = +2 e tem spin positivo (seta para baixo).
Portanto, esse elétron encontra-se no subnível 4d10, conforme representado a seguir.
+1
1
n = 4,  = 1, m = –1 e ms = + (seta para baixo)
2
e) (V) O subnível mais energético do átomo do elemento II
é 4f 5; dessa forma, os quatro números quânticos para
o elétron de diferenciação situado nesse subnível
terão os seguintes valores:
4d10
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
–2
–1
0
+1
+2
Dessa forma, é possível determinar o número atômico de A
fazendo a distribuição eletrônica até o subnível 4d10.
1a série – Ensino Médio – Livro 2
1
QUÍMICA
A: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10
2
8
18
18
2
04 B
Número de elétrons
nas camadas
(2 + 8 + 18 + 18 + 2 = 48)
Configuração eletrônica do átomo de Pb (Z = 82):
Pb [Xe] 6s2 4f 14 5d10 6p2
Quando o átomo de Pb perde 2 elétrons da camada de
valência, origina-se o cátion Pb2+, cuja configuração eletrônica é:
O número atômico do átomo A é 48; visto que o átomo é
eletricamente neutro, logo o número de elétrons é igual ao
número de prótons, que, por sua vez, é o número atômico
(Z).
05 Segundo o diagrama de energia de Linus Pauling, tem-se:
a) 35Br: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5
ou
Br: [Ar] 3d10 4s2 4p5
35
b)
S2–: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
16
c)
27
d)
27
e)
26
2
6
2
Última camada ou
camada de valência
V: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3
K–2 L–8
6
M – 11 N – 2
n = 4;  = 0; m  = 0; ms = –
1
2
n = 4;  = 0; m  = 0; ms = +
1
2
Após análise das afirmações dadas e da configuração eletrônica do vanádio, conclui-se que:
I. (F) A camada de valência do vanádio possui dois elétrons.
II. (V)
III. (F) Os quatro números quânticos para os elétrons da
Co : 1s 2s 2p 3s 3p 3d
2
05 A
23
Co: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7
ou
Co: [Ar] 3d7 4s2
27
2+
Pb2+ [Xe] 6s2 4f14 5d10
7
Fe3+: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5
ATIVIDADES PROPOSTAS
última camada são: 4, 0, 0, –
IV. (V)
01 C
A associação correta na coluna 2 é dada a seguir.
Coluna 2
( II ) Rutherford
( I ) Thomson
( V ) Hund
( III ) Bohr
( IV ) Heisenberg
02 E
I. (F) Orbital é a região em torno do núcleo onde é
máxima a probabilidade de o elétron ser encontrado.
II. (F) Ao passar de um nível interno de energia para
outro mais externo, o elétron absorve um quantum
de energia.
III. (V) Princípio da Dualidade: o elétron ora se comporta
como partícula, ora como onda.
IV. (V) Princípio da Incerteza: é impossível determinar,
simultaneamente, com precisão absoluta, a posição e a velocidade do elétron.
03 C
Após análise das afirmativas, conclui-se que:
I. (V) ∆E = Efinal – Einicial
II. (F) O salto quântico referido absorve um fóton de
energia.
III. (F) ∆E1,3 = E3 – E1 e ∆E1,2 = E2 – E1; logo ∆E1,3 é maior que
∆E1,2.
2
1
1
e 4, 0, 0, + .
2
2
06 V, V, V, F, F
Após análise das distribuições eletrônicas nos orbitais p,
pode-se concluir que:
(V)
(V)
(V)
(F) A distribuição eletrônica em B está incorreta, pois não
obedece à Regra de Hund. A distribuição eletrônica
em C está correta, pois obedece à regra de Hund e ao
Princípio de Exclusão de Pauli.
(F) A distribuição eletrônica em B está incorreta, pois não
obedece à Regra de Hund. A distribuição eletrônica em
C está correta, porém não se pode afirmar que o elétron encontra-se em estado excitado.
07 E
Após análise das proposições dadas, conclui-se que todas
estão corretas.
08 O elétron de maior energia do átomo está situado na
camada M (n = 4), no subnível p ( = 1), no orbital correspondente a m = +1, e tem spin positivo (seta para baixo).
Portanto, esse elétron encontra-se no subnível 4p6, conforme representado a seguir.
1a série – Ensino Médio – Livro 2
4p 6
↑↓
↑↓
↑↓
–1
0
+1
QUÍMICA
Dessa forma, é possível determinar o número atômico desse
átomo fazendo a distribuição eletrônica até o subnível 4p6.
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
2
8
18
Número de elétrons
nas camadas (36)
8
Seu número atômico é 36, visto que é eletricamente
neutro. Logo, o número de elétrons é igual ao número
de prótons, que, por sua vez, é o número atômico
(Z). Sabendo que esse átomo apresenta número de
massa (A = 84) e número atômico (Z = 36), encontra-se seu número de nêutrons da seguinte maneira:
n = A – Z ∴ n = 84 – 36 = 48.
09 a) O elétron está situado na camada M (n =3), no subnível p ( = 1), no orbital correspondente a m = –1,
e tem spin positivo (seta para baixo). Portanto, sua
representação será:
↓
Subnível 3p
m = –1
m = 0
m  = +1
b) Por convenção, o primeiro elétron a ocupar um orbital
tem spin negativo (seta para cima). O fato de o elétron exemplificado ter spin positivo sugere que ele é o
segundo elétron a ocupar o orbital correspondente a m
= –1. No entanto, isso só poderia ocorrer se os demais
orbitais desse subnível já possuíssem um elétron cada
(Regra de Hund). Portanto, esse elétron de diferenciação só pode ser o quarto a ocupar o subnível 3p:
↑↓
↑
↑
Subnível: 3p 4
Elétron de diferenciação
Dessa forma, se no subnível 3p existem quatro elétrons,
é porque os subníveis anteriores já estão todos ocupados com o máximo possível de elétrons, portanto sua
configuração eletrônica será: 1s22s22p63s23p4. Logo, o
seu número atômico é 16, visto que é eletricamente
neutro. Logo, o número de elétrons é igual ao número
de prótons, que, por sua vez, é o número atômico (Z).
Assim, Z = 16.
10 Segundo o diagrama de energia de Linus Pauling, tem-se:
a)
Si: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2
ou
Si: [Ne] 3s2 3p2
14
14
b) 7N3–: 1s2 2s2 2p6
c)
28
Ni: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8
ou
Ni: [Ar] 3d8 4s2
28
d)
28
e)
25
Ni3+: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7
Mn2+: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5
1a série – Ensino Médio – Livro 2
3