06- Lista de Exercicio QMC_rad_n_quanticos

Lista de Exercício de Química -
No 6
Profa. Marcia Margarete Meier
1) Arranje em ordem crescente de energia, os seguintes tipos de fótons de radiação
eletromagnética: raios X, luz visível, radiação ultravioleta, microondas.
2) Arranje, em ordem crescente de freqüência, os seguintes tipos de fótons de radiação
eletromagnética: ondas de rádio, radiação infravermelha, luz visível, radiação
ultravioleta.
3) A) A radiação infravermelha tem comprimentos de onda entre 800 e 1mm. Qual é a
freqüência da radiação 925 nm? B) Microondas, como as que são usadas em radares e
para aquecer comida em fornos de microondas, têm comprimento de onda superior a
cerca de 3 mm. Qual a freqüência da radiação de 4,15 mm?
4) A) A luz de freqüência 7,1 x 1014 Hz está na região violeta do espectro visível. Qual é o
comprimento de onda (em nanômetros) dessa freqüência de luz? B) Quando um feixe
de elétrons choca-se com um bloco de cobre são emitidos raios X com freqüência 2,0 x
1018 Hz. Qual é o comprimento de onda (em picômetros) desses raios X?
5) As lâmpadas de vapor de sódio usadas na iluminação pública emitem luz amarela de
comprimento de onda 589 nm. Quanta energia é emitida por a) um átomo de sódio
excitado quando ele gera um fóton, b) 5,0 mg de átomos de sódio que emitem luz
nesse comprimento de onda, c) 1,00 mol de átomos de sódio que emitem luz nesse
comprimento de onda?
6) Os fótons de raios γ emitidos durante o decaimento nuclear de um átomo de tecnécio99 usado em produtos radiofarmacêuticos têm energia igual a 140,511 keV. Calcule o
comprimento de onda de um fóton desses raios γ.
7) A) A velocidade de um elétron emitido pela superfície de um metal iluminada por um
fóton é 3,6 x103 km.s-1. Qual é o comprimento de onda do elétron emitido? B) A
superfície do metal não emite elétrons até que a radiação alcance 2,50 x1016 Hz.
Quanta energia é necessária para remover o elétron da superfície do metal?
8) Descreva a orientação dos lobos dos orbitais px, py e pz em relação aos eixos
cartesianos. Qual relação existe entre o Princípio da Incerteza de Heisenberg, a
equação de Schroedinger e as formas representadas para estes orbitais?
9) Quantos orbitais existem em subcamadas com l igual a
a) 0; b) 2; c) 1; d) 3
10) A) quantas subcamadas existem para o número quântico principal n = 5? B) Quantos
orbitais existem na camada n = 5?
11) A)Quantos valores de ml são permitidos para um elétron na subcamada 6d? b) quantos
valores de ml são permitidos para um elétron na subcamada 3p? c) Quantas
subcamadas existem na camada com n=4?
12) Quais são os números quânticos principal e de momento angular do orbital (l), para
cada um dos seguintes orbitais: a) 6p; b)3d; c) 2p; d) 5f?
13) Para cada um dos orbitais listados no exercício anterior, dê os valroes possíveis
do número quântico magnético, ml.
1
14) Quantos elétrons podem estar alojados nos seguintes
intes números quânticos de
um átomo?
a) n = 2, l=1
b) n = 4, l=2, ml= -2
2
c) n = 2
d) n = 3, l=2, ml= +1
15) Considerando as configurações eletrônicas de átomos neutros, diga qual é o elemento
químico representado e diga se ele se encontra no estado fundamental ou excitado.
a)
b)
c)
d)
16) Qual é a configuração eletrônica da camada de valência do estado fundamental
esperada para cada um dos seguintes elementos: a) Arsênio
Arsênio (Z=33); b) Bromo (Z=35).
17) Que elementos têm as seguintes configurações eletrônicas de estado fundamental: a)
[Kr] 4d10 5s2 5p4; b) [Ar] 3d3 4s2; c) [He]2s2 2p2?
18) Dê o número de elétrons de valência de cada um dos seguintes elementos: a) Sb; b);
Si; c) Mn; d) B.
19) Dê a configuração eletrônica
eletrônica esperada para o estado fundamental e para o estado
iônico de cada um dos seguintes íons: a) S2-; As3+; c) Ru3+; d) Ge2+.
20) Dê a configuração eletrônica esperada para o estado fundamental e para o estado
iônico de cada um dos seguintes íons: a) I-, b) O-2.
21) As seguintes espécies têm o mesmo número de elétrons (isoeletrônico): Cd, In+ e Sn2+.
A) Escreva a configuração eletrônica de cada espécie. Elas são iguais ou são diferentes?
B) quantos elétrons isolados, se houver algum, estão presentes em cada espécie? C)
Que átomo neutro, se houver, algum, tem a mesma configuração eletrônica do In3+?
22) Que íon M2+ (em que M é um metal) tem a seguinte configuração eletrônica no estado
fundamental: a) [Ar] 3d7; b) [Ar]3d6; c) [Kr] 4d4; d) [Kr] 4d3?
23) Diga para cada um dos seguintes átomos no estado fundamental, os números
quânticos n e l do qual se deve remover um elétron para formar íons +1: a) Zn; b) Cl; c)
Al; d) Cu.
24) Dê a carga mais provável dos íons formados por cada um dos elementos:
elemento a) Br; b) O; c)
Ca; d) Cs.
25) Diga o número de elétrons de valência de cada um dos seguintes íons: a) Mn 4+; b)
Co3+; c) Br-; d) Ni2+.
26) Os números atômicos (Z), configurações eletrônicas e número de elétrons
desemparelhados de cinco íons estão na tabela abaixo. Imagine que todos os elétrons
2
desemparelhados têm spins paralelos. Indique, nos cinco casos, o símbolo do
elemento, a carga e o estado de energia (isto é, se é um estado fundamental ou um
estado excitado).
Z
26
52
16
39
30
No de elétrons Elemento
desemparelhados
Configuração
[Ar] 3d6
[Kr] 5s2 4d10 5p5 6s1
[Ne] 3s2 3p6
[Kr] 4d1
[Ar] 4s2 3d8
Carga
(NOX)
Energia
(fundamental ou
excitado)
4
2
0
1
2
Resposta da lista de exercício de Química nr. 6
Profa. Marcia Margarete Meier
1) Como E = hν
Microondas < luz visível < ultravioleta < raios X <raios gama.
2) Ondas de rádio < radiação infravermelha < luz visível < radiação ultravioleta
3) A) 3,24 x 1014 Hz
b) 7,2 x 1010 Hz
4) A) 422 nm
B)150 pm
5) A) 3,37 x 10-19J/átomo
B) considerando a relação de Avogrado, 1 mol tem 6,023 x 1023 átomos,
E = 44, 1 J
C)E = 2,03 x 105J
6) Considerar 1eV = 1,602177 x 10-19 J
Comprimento de onda = 8,83 pm
7) A) 202 pm
B) 1,65 x 10-17J
8)
O princípio da incerteza demonstrou que não é possível conhecer ao mesmo tempo a
posição e descrever o movimento de um elétron. No entanto, a resolução da equação
3
de Schroedinger consegue deterinar a região do espaço com maior probabilidade de se
encontrar o elétron, gerando as imagens conhecidas para os subníveis s, p, d, f.
9) a) l = 0 é subcamada s, com 1 orbital; b) l= 2, é subcamada d com 5 orbitais;
orbitais c) l = 1,
subcamada p, com 3 orbitais; d) l = 3, é subcamada f com 7 orbitais.
10) A) Quando n = 5, temos 32 elétrons distribuidos nos sub-níveis:
sub níveis: s, p, d,f. Portanto,
existem 4 subcamadas no nível 5.
B) O sub-nível
nível s contribuiu com 1 orbital, p com 3, d com 5, f com 7. Portanto, existem
16 orbitais no nível 5.
11)A)
, são permitidos 5 valores de ml.
B) são permitidos 3 valores.
c) 4 subcamadas (s,p,d,f).
12) a) 6p, n= 6, l = 1; b)3d, n=3, l = 2 c) 2p, n = 2, l = 1 d) 5f; n=5, l=3
13) a) +1, 0 -1; b) +2,+1,0,-1,-2;
+2,+1,0,
c) +1, 0 -1; c) +3,+3,+1,0,-1,-2,-3
14) Considerando o preenchimento no estado fundamental
fundamental e seguindo o
diagrama de Linus Pauling:
A)n = 2, l=1 ------total de 10 elétrons
e) n = 4, l=2, ml= -2
2------total de 42 elétrons
f) n = 2-----total
total de 10 elétrons
g) n = 3, l=2, ml= +1 ------24 elétrons
15)a) Carbono, excitado
b) Nitrogênio, excitado
c) Berílio, excitado,
d) Oxigênio, estado fundamental.
16)a) Arsênio, [Ar]3d10 4s2 4p3
b) Brono, [Ar] 3d10 4s2 4p5
17) a) Telúrio
b)Vanádio
c) Carbono
18) A)5; b) 4; c)7; d) 3
19) A) S [Ne] 3s2 3p4
S2- [Ne] 3s2 3p6
b) As [Ar] 4s2 3d10 4p3
As3+[Ar] 4s2 3d10
c) Ru [Kr] 5s1 4d7 (exceção)
Ru3+ [Kr] 4d6
d) Ge [Ar] 3d10 4s2 4p2
Ge 2+ [Ar] 3d104s2
20) A) I, Z=53, [Kr] 4d10 5s2 5p5
I-[Kr] 4d10 5s2 5p6 Obs.: esta é a configuração de gás nobre Xenônio
4
b) O, Z = 8 [He] 2s2 2p4
O-2 [He] 2s2 2p6 Obs.: esta é a configuração de gás nobre Neônio
21) Cd, Z = 48, [Kr] 4d10 5s2
In+ [Kr] 4d10 5s2
Sn2+ [Kr] 4d10 5s2
As configurações eletrônicas são iguais.
b) Preencher os orbitais com elétrons e avaliar se existem orbitais com elétrons
isolados (desemparelhados). Ao fazer isso, você observará que não existem elétrons
isolados.
c) Pd, Z = 46
22) a)Co2+; b) Fe2+; c) Mo 2+ (exceção); d) Nb 2+
23) a) 4s; b) 3p; c) 3p; d) 4s
24) a)Br, família 7A, carga -1; b)O, família 6ª, carga -2; c) Ca, família 2A, carga 2+; d) Cs,
família 1A, carga +1.
25) A) 3; b) 6; c) 6; d) 8.
26)
Z
Configuração
26
52
16
39
30
[Ar] 3d6
[Kr] 5s2 410 5p5 6s1
[Ne] 3s2 3p6
[Kr] 4d1
[Ar] 4s2 3d8
No de elétrons
desemparelhados
4
2
0
1
2
Elemento
Carga
Energia
Ferro
Telúrio
Enxofre
Ítrio
Zinco
+2
-2
-2
+2
+2
fundamental
excitado
Fundamental
Fundamental
excitado
5