EXERCÍCIOS. Questão 01) Analise a tabela:

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1 18 EXERCÍCIOS Questão 01) Analise a tabela: Substância Pontode Pontode Raio Fusão/ o C Ebulição/ o C Atômico/pm Bromo -7,20 58,8 114 Cloro ,0 100 Iodo Ozônio ,0 Sódio 98, Nos retângulos abaixo, faça desenhos que representem essas substâncias, segundo o modelo atômico de Dalton. Considere que os retângulos representam sistemas mantidos a 25 C, 1 atm. Bromo Cloro Iodo Ozônio Sódio mais antigas e as de Dalton. Entre outros itens que julgar relevantes, procure abordar os seguintes: - Que propostas sobre número, variedade e comportamento dos átomos foram feitas por certos filósofos gregos já cerca de 400 anos a.c.? Na mesma época, outros filósofos defendiam outras idéias sobre a constituição da matéria. Que alternativas eram essas? - Que foi proposto por R. Boyle (1664) em relação ao termo elemento químico? Quais são os méritos dessa proposta? Ela contradiz, complementa ou independe da idéia que temos de átomos? - Quais são os pontos essenciais da teoria atômica proposta por J. Dalton (1800)? Em que conhecimentos experimentais prévios ele se baseou? Ele foi capaz de fazer previsões corretas? Quais? Como? Questão 02) Dalton, na sua teoria atômica, propôs, entre outras hipóteses, que: a) os átomos são indivisíveis; b) os átomos de um determinado elemento são idênticos em massa ; Á luz dos conhecimentos atuais, quais são as críticas que podem ser formuladas a cada uma dessa hipóteses? Questão 03) Discuta como as idéias associadas com os termos átomo e elemento químico evoluíram desde a antigüidade até a teoria atômica proposta por J. Dalton. Procure apontar semelhanças e/ou diferença entre as idéias Questão 04) A fabricação de fogos de artifício requer um controle rigoroso das variações do processo como, por exemplo, a proporção dos componentes químicos utilizados e a temperatura de explosão. A temperatura necessária para acionar os fogos de artifício de médio e grande porte é de cerca de 3600 ºC. É a geração desse calor que é responsável pela produção de ondas luminosas, pois provoca a emissão atômica, ou seja, a emissão de luz que ocorre quando o elétron sofre uma transição de um nível mais energético para outro de menor energia. Considerando este assunto, responda aos itens abaixo: a) A qual modelo atômico esse fenômeno de emissão de luz está ligado?

2 19 b) Explique esse fenômeno de emissão de luz em termos de elétrons e níveis de energia. Questão 05) O sucesso do modelo atômico de Niels Bohr estava na explicação da emissão de luz pelos átomos. A emissão de luz é provocada por uma descarga elétrica através do gás sob investigação. Bohr desenvolveu um modelo do átomo de hidrogênio que lhe permitiu explicar esse fenômeno. a) Descreva o modelo de Bohr. b) Descreva o que ocorre, segundo o modelo do átomo de Bohr, com o elétron do hidrogênio quando submetido à descarga elétrica. Questão 06) Um átomo do elemento químico X perde 3 elétrons para formar o cátion X 3+ com 21 elétrons. O elemento químico X é isótopo do elemento químico W que possui 32 nêutrons. Outro átomo do elemento químico Y possui número de massa (A) igual a 55, sendo isóbaro do elemento químico X. Com base nas informações fornecidas: a) determine o número de massa (A) e o número atômico (Z) do elemento químico X; b) o número de massa (A) do elemento químico W. Questão 07) São dados três átomos distintos A, B e C. O átomo A tem número atômico 35 e número de massa 80. O átomo C tem 47 nêutrons, sendo isótopo de A. O átomo B é isóbaro de C e isótono de. Determine o número de prótons do átomo B. Questão 08) O carbono ocorre na natureza como uma mistura de átomos, dos quais 98,90% são de C 12 e 1,10% de C 13. a) explique o significado das representações. b) com esses dados, calcule a massa atômica do carbono natural. Questão 09) Uma certa variedade atômica do estrôncio, cujo número atômico é 38, tem número de massa igual a 87. Por outro lado, certa variedade de criptônio, cujo número atômico é 36, apresenta número de massa igual a 83. Qual é o número de nêutrons contido num átomo de X que é, simultaneamente, isótopo do estrôncio e isóbaro do criptônio? Questão 10) A série sobre Harry Potter trouxe para as telas do cinema o simpático bruxinho, campeão de vendas nas livrarias. Criticado por alguns e amado por muitos outros, Harry Potter traz à tona temas como bruxaria e alquimia. Essas duas crenças, ou pseudociências, foram e ainda são ridicularizadas pelos cientistas, mas graças a bruxos, bruxas e alquimistas é que a química nasceu e deu os primeiros passos, afirmando-se como ciência. Muitos conceitos básicos da química, como energia das reações, isotopia, classificação periódica e modelos atômicos foram alicerçados pelos trabalhos e observações desses cientistas ou, como queiram, bruxos anônimos.

3 20 Sobre os conceitos fundamentais da química, diferencie os conceitos de isotopia e isotonia. Questão 11) Escreva um período coerente, segundo os conceitos da Química, com no máximo cinco linhas e utilize, no mínimo, cinco palavras a seguir: Questão 14) Cálcio metálico reage com hidrogênio gasoso, em elevadas temperaturas, para formar o hidreto de cálcio. a) Descreva a equação química balanceada para este processo. b) Descreva as configurações eletrônicas dos elementos, tal como encontram-se no produto da reação. Elétron, Substância, Núcleo, Separação, Heterogênea, Ligação, Mistura, Próton, Destilação, Molécula, Eletrosfera, Homogênea, Fase, Íon, Filtração e Átomo Questão 12) Em 13 de setembro de 1987, um aparelho contendo césio-137 encontra-se abandonado no prédio do Instituto de Radioterapia, que havia sido desativado há cerca de 2 anos. Dois homem à procura de sucata invadiram o local e encontraram o aparelho, que foi levado e vendido ao dono de ferro-velho. Durante sua desmontagem, foram expostos 19,26g de cloreto de césio ( 137 CsCl), pó branco semelhante ao sal de cozinha. que, no entanto, brilha no escuro com uma coloração azulada. Encantado com o brilho do pó. O dono do ferro-velho passou a mostrá-lo e distribuí-lo a amigos e parentes. Pergunta-se : Quais as semelhanças e diferenças entre os isótopos de césio 55 Cs 133 (estável) e 55 Cs 137 (radioativo), com relação ao número de prótons, nêutrons e elétrons? Questão 15) Considere o elemento de número atômico 13. No estado fundamental, qual a configuração eletrônica do íon estável que esse elemento pode formar? Questão 16) Dados os elementos químicos 53 M 127 e 20 X 40, indique qual deles apresenta tendência à formação de cátion e qual deles apresenta tendência à formação de ânion? Justifique. Questão 17) A seguir, são mostradas quatro configurações eletrônicas. I. 1s 2 2s 2 2p 6 II. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 III. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 IV. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 Qual das configurações corresponde: a) a cada um dos átomos Cl, Mg, Ne? b) a cada um dos íons Cl -,K +, Al 3+? Questão 13) Qual a constante que melhor caracteriza o átomo de um elemento químico? Defina-a. Questão 18) A distribuição eletrônica no último nível de um certo íon X 2+ é 3s 2 3p 6. Qual o número atômico desse íon? Qual a distribuição

4 21 eletrônica do último nível do íon As 3- cujo número atômico é 33? Questão 19) Um dado elemento químico é constituído por apenas espécies isotópica natural e estável, com 9 protons no núcleo. a) Dê o nome desse elemento e o número nêutrons de seu átomo. b) Dê a configuração eletrônica no estado fundamental (notação orbital) do íon monovalente negativo desse elemento. Dado: 9 F 19 Questão 20) A tabela abaixo mostra os valores máximos permitidos para algumas espécies iônicas e elementos químicos em águas de abastecimento público. Questão 21) A série sobre Harry Potter trouxe para as telas do cinema o simpático bruxinho, campeão de vendas nas livrarias. Criticado por alguns e amado por muitos outros, Harry Potter traz à tona temas como bruxaria e alquimia. Essas duas crenças, ou pseudociências, foram e ainda são ridicularizadas pelos cientistas, mas graças a bruxos, bruxas e alquimistas é que a química nasceu e deu os primeiros passos, afirmando-se como ciência. Muitos conceitos básicos da química, como energia das reações, isotopia, classificação periódica e modelos atômicos foram alicerçados pelos trabalhos e observações desses cientistas ou, como queiram, bruxos anônimos. Sobre os conceitos fundamentais da química, cite os números quânticos principal e secundário do elétron de valência do átomo neutro de enxofre. Questão 22) Os números quânticos são utilizados para caracterizar cada elétron da eletrosfera de um átomo. Analise o diagrama abaixo e determine os quatro números quânticos dos elétrons A e B. Considere 1 / 2 e 1 / 2. Extraído e adaptado da Resolução 20 do CONAMA Dê os números quânticos principal e secundário dos elétrons de valência do metal alcalino terroso mostrado na tabela.

5 22 Questão 23) Considere as seguintes afirmativas relativas à estrutura atômica : I. O mesmo elemento químico pode apresentar dois ou mais átomos diferentes. II. A teoria atômica de Bohr estabelece que os elétrons se movimentam em órbitas estacionárias e, neste movimento, não emitem energia espontaneamente. III. A teoria atômica de Rutherford preceitua que, quando um elétron recebe energia suficiente do exterior, ele salta para outra órbita. IV. Sommerfeld formulou a idéia de orbital como sendo uma região no espaço onde há a maior probabilidade de se encontrar o elétron. Analise-as e comente-as. Questão 24) Há cem anos, a ciência dividiu o que era então considerado indivisível. Ao anunciar, em 1897, a descoberta de uma nova partícula que habita o interior do átomo, o elétron, o físico inglês Joseph Jonh Thompson mudou dois mil anos de uma história que começou quando filósofos gregos propuseram que a matéria seria formada por diminutas porções indivisíveis, uniformes, duras, sólidas e eternas. Cada um desses corpúsculos foi denominado átomo, o que, em grego, quer dizer não-divisível. A descoberta do elétron inaugurou a era das partículas elementares e foi o primeiro passo do que seria no século seguinte uma viagem fantástica ao microuniverso da matéria. Ciência Hoje, vol. 22, nº131, 1997, p.24 A respeito das idéias contidas neste texto, faça uma análise criteriosa indicando os pontos corretos e incorretos de cada afirmação. 01. faz cem anos que se descobriu que os átomos não são os menores constituintes da matéria; 02. os elétrons são porções indivisíveis, uniformes, duros, sólidos, eternos e são consideradas as partículas fundamentais da matéria; 03. os átomos, apesar de serem indivisíveis, são constituídos por elétrons, prótons e nêutrons; 04. com a descoberta do elétron, com a carga elétrica negativa, pode-se concluir que deveriam existir outras partículas, os nêutrons, para justificar a neutralidade elétrica do átomo; 05. a partir da descoberta dos elétrons, foi possível determinar as massas dos átomos. Questão 25) Identifique a(s) alternativa(s) correta(s): 01. em conformidade com o modelo atômico de Böhr, a energia do elétron em um átomo é quantizada, restrita a certos e determinados valores; 02. os elétrons, segundo o modelo atômico de Böhr, estão continuamente mudando de órbitas, desde que suas velocidades escalares permaneçam constantes; 03. os elétrons, de acordo com o modelo atômico de Böhr, descrevem órbitas circulares bem definidas ao redor do núcleo, exceto para os elétrons externos, que descrevem orbitas elípticas;

6 a energia do elétron, em uma órbita permitida, depende do valor de n, de acordo com o modelo atômico proposto por Böhr; 05. o principio de Heisenberg consolidou de forma inquestionável a idéia de órbitas circulares permitidas para o elétron, proposta por Böhr, na concepção de seu modelo atômico. Agora, faça uma descrição dos erros cometidos nas afirmativas que tenha julgado erradas. Questão 26) Discuta como as idéias associadas com os termos átomo e elemento químico evoluíram desde a antigüidade até a teoria atômica proposta por J. Dalton. Procure apontar semelhanças e/ou diferença entre as idéias mais antigas e as de Dalton. Entre outros itens que julgar relevantes, procure abordar os seguintes: - Que propostas sobre número, variedade e comportamento dos átomos foram feitas por certos filósofos gregos já cerca de 400 anos a.c.? Na mesma época, outros filósofos defendiam outras idéias sobre a constituição da matéria. Que alternativas eram essas? - Que foi proposto por R. Boyle (1664) em relação ao termo elemento químico? Quais são os méritos dessa proposta? Ela contradiz, complementa ou independe da idéia que temos de átomos? - Quais são os pontos essenciais da teoria atômica proposta por J. Dalton (1800)? Em que conhecimentos experimentais prévios ele se baseou? Ele foi capaz de fazer previsões corretas? Quais? Como? Questão 27) Uma das principais partículas atômicas é o elétron. Sua descoberta foi efetuada por J. J. Thomson em uma sala do Laboratório Cavendish, na Inglaterra, ao provocar descargas de elevada voltagem em gases bastante rarefeitos, contidos no interior de um tubo de vidro. cátodo ânodo cátodo ânodo cátodo ânodo TUBO A TUBO B TUBO C No tubo de vidro A, observa-se que o fluxo de elétrons (raios catódicos) colide com um anteparo e projeta sua sombra na parede oposta do tubo. No tubo de vidro B, observa-se que o fluxo de elétrons (raios catódicos) movimenta um catavento de mica. No tubo de vidro C, observa-se que o fluxo de elétrons (raios catódicos) sofre uma deflexão para o lado onde foi colocada uma placa carregada positivamente. Observando os fenômenos, julgue as afirmativas indicando os erros cometidos. 01. gases são bons condutores da corrente elétrica. 02. os elétrons possuem massa são corpusculares.

7 os elétrons possuem carga elétrica negativa. 04. os elétrons partem do cátodo. 05. os elétrons se propagam em linha reta. 06. o catavento entrou em rotação devido ao impacto dos elétrons na sua superfície. Questão 28) A respeito da estrutura da matéria, analise as afirmativas e proponha correções para aquelas que julgar erradas. 01. Os modelos atômicos têm existência física real e são criados para ilustrar uma teoria elaborada, na tentativa de explicar uma série de fatos e observações experimentais e de prever o que ocorreria em situações ainda não experimentadas. 02. Nos estudos de descargas elétricas em ampolas de vidro, contendo um gás à baixa pressão, foram descobertos os raios catódicos, também chamados raios canais ou positivos, que são típicos para cada gás usado. 03. Quando um nêutron instável de um átomo radioativo se desintegra produz um próton emitindo uma emissão beta e radiação gama. 04. Todo elemento químico é constituído por átomos iguais e toda substância pura molecular é constituída por moléculas iguais. 05. A mecânica quântica considera a dualidade emissão-onda do elétron, define matematicamente regiões de maior probabilidade de encontrá-lo no átomo e lhe atribui números quânticos próprios. Questão 29) Um modelo é uma versão simplificada de um determinado objeto estudado. Os estudos sobre os modelos atômicos revolucionaram a forma de compreender o universo. Os primeiros modelos elaborados sobre a constituição da matéria surgiram ainda na Antiguidade, com os filósofos gregos, que foram os pioneiros na elaboração de teorias para explicar a natureza do mundo e as nossas relações com ele, passando por várias formulações e revisões progressivas, desde a representação de Dalton de um átomo como uma esfera indivisível até o desenvolvimento do elaborado modelo atual que leva em consideração a natureza dual da matéria. Analise as afirmativas corrigindo os erros que encontrar. 01. Thomson determinou, pela primeira vez, a relação entre a massa e a carga do elétron, o que pode ser considerado como a descoberta do elétron. 02. Dalton propôs um modelo de teoria atômica em que os átomos caracterizam os elementos químicos e somente os átomos de um mesmo elemento são idênticos em todos os aspectos. 03. No modelo proposto por Rutherford, o átomo tem praticamente toda a sua massa concentrada num núcleo pequeno e os elétrons estão a uma grande distância do núcleo.

8 No modelo proposto por Bohr para o átomo de hidrogênio, os elétrons se movem em órbitas circulares, cujas energias podem assumir quaisquer valores. 05. De acordo com o modelo atômico atual, em um átomo, os elétrons encontram-se em órbitas quantizadas, circulares e elípticas. GABARITO 1) Gab: Bromo Cloro Iodo Ozônio Sódio 2) Gab: a) não. Os átomos são considerados, atualmente, como partículas divisiveis. b) não. Os átomos de um mesmo elemento químico são idênticos em número de prótons. 4) Gab: a) Ao modelo de Böhr (Rutherford-Böhr). b) Quando um elétron recebe energia sob a forma de quanta, ele salta para um nível de maior conteúdo energético. Em seguida, ele retorna ao nível de energia inicial emitindo, sob a forma de fótons, a energia absorvida durante o salto quântico 5) Gab: a) No modelo atômico de Niels Bohr, existem elétrons circulando em órbitas ao redor de um pequeno núcleo positivo de grande massa. É o famoso "modelo atômico planetário" análogo ao sistema solar. b) Submetido à descarga elétrica, o elétron passa para uma órbita mais afastada do núcleo e mais energética. Ao retornar à órbita original, a energia absorvida é emitida na forma de radiação eletromagnética. 6) Gab: a) A = 55; Z = 24 b) 56 7) Gab: 37 8) Gab: a) Trata-se da representação das porcentagem dos isótopos do carbono na natureza; b) Aproximadamente 12,001u 9) Gab: 45 10) Gab: Isotopia: mesmo Z e diferente A. Isotonia: diferente Z, diferente A e mesmo número de nêutrons. 11) Gab: Uma mistura de duas ou mais substâncias é homogênea quando apresenta uma fase e heterogênea quando apresesta duas ou mais fases Os átomos podem ganhar ou perder elétrons gerando íons. Através de ligações químicas, íons de sinais de sinais diferentes originam diversas substâncias 12) Gab: Césio Prótons nêutrons elétrons 55Cs Cs ) Gab: É o número atômico (Z), que é o número de prótons existentes no núcleo. 14) a) Ca (s) + H 2 (g) CaH 2 (s) b) Ca 2+ : 1s 2 2s 2 sp 6 3s 2 3p 6 H - : 1s 2 15) GAB: configuração do átomo: 2 8 3, para se tornar estável deve perder 3 elétrons tornado um íon trivalente (carga +3). 16) Gab: M tem tendência a formar um ânion monovalente (M - ), cátion bivalente (X 2+ ). 17) Gab: a) Cl - III, Mg - II, Ne I b) Cl - IV, K + - IV, Al 3 - I 18) Gab: N º atômico do íon X 2+ é 20 As 3- (33 prótons, 36 elétrons) 4s 2 4p 6 19) Gab: a. flúor, 10 nêtrons 20) Gab: n = 6; l = 0; m = 0; s = +1/2 ou 1/2 21) Gab: n = 3 l = 1