1º teste

1ª Ficha de Avaliação de Conhecimentos
Turma: 10ºA
Física e Química A - 10ºAno
Professora Paula Melo Silva
Data: 15 de outubro 2015
Ano Letivo: 2015/2016
90 min
1. O elemento químico oxigénio apresenta três isótopos naturais. Na tabela que se segue,
apresentam-se alguns dados referentes aos seus três isótopos.
Isótopo
Abundância relativa (%)
Massa isotópica
𝟏𝟔
𝟖𝑶
99,76
15,995
𝟏𝟕
𝟖𝑶
A
16,999
𝟏𝟖
𝟖𝑶
0,20
17,999
1.1. Quais as características necessárias para que dois átomos sejam isótopos? (5 pontos)
1.2. Determine o valor de A. (5 pontos)
1.3. Calcule a massa atómica relativa do elemento oxigénio. (5 pontos)
1.4. Faz a configuração eletrónica para o átomo de oxigénio. (5 pontos)
2. Os nanotubos de carbono são estruturas alongadas e monoelementares de dimensões
manométricas com elevado potencial cientifico-tecnológico. A sua descoberta foi um dos
importantes marcos no desenvolvimento da nanotecnologia.
Estruturalmente, a rede cristalina dos nanotubos é exclusivamente
composta por ligações carbono-carbono. São constituídos por uma
ou mais folhas de grafeno enroladas. Os nanotubos de carbono são
bastante resistentes a ataques químicos e apresentam uma
estabilidade estrutural notável. No que se refere às suas
propriedades elétricas, elas podem variar, pois, consoante a forma como a folha de grafeno é
enrolada, estes podem ter um caráter metálico ou semicondutor. As suas propriedades mecânicas
são também causa de grande interesse, por exemplo, os nanotubos de folha simples são bastante
flexíveis. Podem ser usados para fabricar transístores e memórias de computador, ou mesmo
catalisadores em processos de tratamento de águas e no desenvolvimento de membranas para
dessalinização e purificação de águas. Os nanotubos constituídos por uma camada simples podem
atingir 10 m.
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nanotubos de carbono de paredes simples rondam os 1,3 nm e os seus comprimentos podem
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ser fechados nos seus extremos. As observações experimentais indicam que os diâmetros dos
2.1. Os nanotubos são um dos materiais desenvolvidos na área da nanotecnologia.
Diga o que entende por nanotecnologia, as suas áreas e exemplos de aplicação bem como algumas
desvantagens da sua utilização. (15 pontos)
2.2. Comparando, em termos das respetivas ordens de grandeza, o diâmetro com o comprimento
dos nanotubos de carbono de paredes simples, conclui-se que o comprimento do nanotubo é: (5
pontos)
(A) 10−5 𝑣𝑒𝑧𝑒𝑠 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟
(B) 104 𝑣𝑒𝑧𝑒𝑠 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟
(C) 10−4 𝑣𝑒𝑧𝑒𝑠 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟
(D) 105 𝑣𝑒𝑧𝑒𝑠 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟
2.3. Um nanotubo de carbono é constituído por 2,0 × 1022 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑜. Qual é a massa
desse nanotubo? (5 pontos)
(A) 0,27 g
(B) 0,40 g
(C) 1,00 g
(D) 0,20 g
2.4. O carbono tem vários isótopos mas apenas dois deles são naturais e estáveis: carbono-12 e o
carbono-13. Considerando a massa isotópica aproximadamente igual ao número de massa, e
apenas os dois isótopos estáveis referidos, determine a abundância de cada isótopo. Consulte a
T.P. (15 pontos)
2.5. O carbono-14 é um isótopo radioativo do carbono usado na datação de fósseis. Indique a
constituição de um átomo de carbono-14. (5 pontos)
2.6. A configuração eletrónica para o átomo de carbono no estado fundamental é: (5 pontos)
(A) 1𝑠 2 2𝑠 2 2𝑝6 3𝑠 2
(B) 1𝑠 2 2𝑠 2 2𝑝𝑥2
(C) 1𝑠 2 2𝑠 2 2𝑝𝑥1 2𝑝𝑦1
(D) 1𝑠 2 2𝑠 2 2𝑝1 3𝑠1
3𝐴
3. Os átomos Y e Z são isótopos e apresentam as seguintes características: 𝐴+5
𝑌
3𝐴−2
2𝐴−10𝑍
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Determine o número atómico do elemento em causa. (15 pontos)
4. O etanol ou álcool etílico (C2H6O), obtido a partir da fermentação de açúcares, pode ser
encontrado nas bebidas alcoólicas, nos perfumes onde é usado como solvente ou até em misturas
de combustíveis.
4.1. Determine a massa molar desse composto (5 pontos)
4.2. Determine a quantidade de matéria de etanol num frasco com 20,0 g do composto. (5 pontos)
4.3. Quantos átomos estão presentes em 20,0 g de etanol? (10 pontos)
5. O silício (Si), aplicado em eletrónica como material semicondutor base, usado para quase todos
os circuitos integrados modernos, pode ser dopado para alterar as suas propriedades elétricas. No
processo de dopagem são, intencionalmente, introduzidas impurezas num semicondutor
extremamente puro. Dopou-se uma placa de silício com fósforo (P) de tal modo que a placa de
0,233 g tem 99,99% de silício.
Determine a fração molar do silício e do fosforo na placa indicada. (15 pontos)
6. Um átomo é formado quase completamente por espaço vazio. Toda a sua massa se deve ao
diminuto núcleo central. O espaço que o rodeia estende-se até uma distância de cerca de 10 mil
vezes o diâmetro do núcleo e é ocupado por uma mão-cheia de eletrões – seis, por exemplo, no
caso do átomo de carbono. O vazio extranuclear é, porém, a sede da personalidade de um
elemento – o núcleo é um observador passivo, responsável por dirigir o conjunto de eletrões em
seu redor, dos quais apenas alguns participam nas reações químicas. Os cientistas não puderam
resistir à tentação de supor que os eletrões eram como planetas para o núcleo-estrela. No entanto,
este modelo planetário, adotado, entre outros, por Niels Bohr, estava errado. A verificação de que
os eletrões não são apenas partículas no sentido comum, mas possuem também um carácter
ondulatório intrínseco, permite atribuir-lhes um carácter duplo, que implica que seja totalmente
inapropriado visualizar os eletrões como partículas em órbitas bem definidas. Por volta de 1926,
Erwin Schrödinger desenvolveu uma equação que, quando resolvida, permite obter informação
acerca do comportamento dos eletrões nos átomos. As soluções desta equação permitem calcular
a probabilidade de encontrar o eletrão numa dada região do espaço e não a sua localização precisa
em cada instante, como na física clássica.
P. Atkins, O Dedo de Galileu – As dez grandes ideias da Ciência, Gradiva, 1.ª ed., 2007 (adaptado)
6.1. Como se designam os eletrões que participam nas reações químicas? (5 pontos)
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6.2. Como se designa uma região do espaço onde, em torno do núcleo de um átomo, existe uma
elevada probabilidade de encontrar um eletrão desse átomo? (5 pontos)
6.3. No átomo de carbono no estado fundamental, os eletrões encontram-se distribuídos por: (5
pontos)
(A) duas orbitais.
(B) três orbitais.
(C) quatro orbitais.
(D) seis orbitais.
6.4. Um dos eletrões de valência do átomo de carbono no estado fundamental pode ser
caracterizado pelo conjunto de números quânticos: (5 pontos)
1
(A) (1,1,0, + 2)
1
(B) (2,0,0, + )
2
1
(C) (2,1,2, − 2)
1
(D) (1,0,0, − 2)
6.5. Selecione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços
seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. Os átomos de carbono (C), no estado
fundamental, apresentam______eletrões de valência, distribuídos por _______ . (5 pontos)
(A) dois … uma orbital
(B) dois … duas orbitais
(C) quatro … duas orbitais
(D) quatro … três orbitais
6.6. Os eletrões de valência dos átomos de oxigénio e de enxofre, no estado fundamental,
distribuem-se: (5 pontos)
(A) apenas por orbitais com l = 1.
(B) pelo mesmo número de orbitais.
(C) por orbitais com o mesmo número quântico principal.
(D) por orbitais com l = 1 e com l = 2.
6.7. Selecione a única opção que contém o conjunto de números quânticos que pode caracterizar
um dos eletrões mais energéticos do átomo de enxofre, no estado fundamental. (5 pontos)
1
(A) (3,2,1, + 2)
1
(B) (3,2,0, + 2)
1
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(D) (3,1,2, + 2)
4
(C) (3,1,1, + 2)
6.8. Considere a configuração eletrónica do átomo de azoto, no estado fundamental. Quantos
eletrões se encontram em orbitais caracterizadas pelo número quântico secundário l = 1? (5 pontos)
(A) 2
(B) 3
(C) 4
(D) 5
6.9. Considere a configuração eletrónica 1𝑠 2 2𝑠 2 2𝑝𝑥2 2𝑝𝑦2 2𝑝𝑧0. Indique qual a regra que não foi
respeitada na sua elaboração. (5 pontos)
7. Considere o átomo mais abundante no universo, o hidrogénio. O esquema representa um
diagrama de níveis de energia onde estão indicadas algumas transições eletrónicas possíveis no
átomo de hidrogénio.
7.1. Classifica como verdadeiras ou falsas as seguintes afirmações: (10 pontos)
(A) As transições X e Z ocorrem com emissão de radiação.
(B) As transições Y e T ocorrem com absorção de radiação.
(C) A radiação associada à transição X é mas energética do que a radiação associada à
transição Y.
(D) A energia da radiação associada à transição Z é maior do que a energia da radiação
associada à transição T.
(E) A frequência da radiação associada à transição X é maior do que a frequência da radiação
associada à transição Z.
(F) A transição Y ocorre com a emissão de um fotão.
(G) A transição Z corresponde a uma desexcitação.
(H) Das transições consideradas a que envolve fotões de menor freqência é a T.
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7.2. Indique o que significa dizer que a energia do eletrão no átomo está quantizada (10 valores)
8. A água do mar é considerada uma enorme solução de água salgada, porque, na sua composição
média, os iões cloreto (Cl-) e os iões sódio (Na+), são os que apresentam valores mais expressivos.
O ião cloreto existe, em média, numa proporção de 19,0 g de cloreto em cada kg de água do mar
e o ião sódio existe, em m´dia, numa proporção de 10,0 g de ião sódio em cada kg de água do mar.
8.1. Determina a fração mássica dos iões cloreto na água do mar. (5 pontos)
8.2. A quantidade de iões cloreto existente em 0,5 kg de água do mar pode ser calculada por: (5
pontos)
5×19,0
(A) 𝑛 = 35,45×10 𝑚𝑜𝑙
(B) 𝑛 =
(C) 𝑛 =
(D) 𝑛 =
5×35,45×10
19,0
19,0×35,45
5×10
5×19,0×10
35,45
𝑚𝑜𝑙
𝑚𝑜𝑙
𝑚𝑜𝑙
8.3. O número de iões sódio existentes em 2,0 kg de água do mar pode ser calculado por: (5 pontos)
10
(A) 𝑁 = 22,99×2 × 6,022 × 1023
(B) 𝑁 =
22,99
10
× 12,04 × 1023
10
(C) 𝑁 = 22,99 × 6,022 × 1023
10
(D) 𝑁 = 22,99 × 12,04 × 1023
FIM
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BOA SORTE JOVENS CIENTISTAS!