Resoluções. Estrutura atômica

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1 Segmento: Pré-vestibular Resoluções Coleção: Alfa, Beta e Gama Disciplina: Química Volume: 1 Série: 1 Estrutura atômica 1. A A composição metafísica presente no poema remete aos modelos atômicos propostos por Thomson, Dalton e Rutherford, como pode ser indicado pela associação a seguir: Thomson: pudim de passas ; Dalton: bolinhas se chocando ; Rutherford: sistema solar. 2. A associação correta entre o nome dos cientistas e as alternativas é: I-d: Demócrito foi o primeiro a utilizar a palavra átomo. II-b: O modelo atômico proposto por Dalton era semelhante a uma bola de bilhar. III-c: O modelo atômico proposto por Thomson era semelhante a um pudim de passas. IV-a: Chadwick é o descobridor do nêutron. V-e: Rutherford criou um modelo para o átomo semelhante ao Sistema Solar. 3. A O fenômeno descrito não pode ser explicado utilizando-se o modelo atômico de Dalton, uma vez que o mesmo não considera a existência de cargas elétricas na descrição de seu modelo. O modelo atômico de Dalton ficou conhecido como bola de bilhar, pois, segundo Dalton, o átomo seria uma esfera maciça, indivisível e indestrutível. 4. B A partir do próprio texto fornecido pelo enunciado, temos que há cerca de 100 anos, J. J. 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. Assim, é reconhecida como contribuição de Thomson ao modelo atômico a existência de partículas subatômicas, mais especificamente, a existência do elétron. 1

2 5. D O físico britânico J. J. Thomson obteve a primeira evidência experimental da estrutura interna dos átomos ao realizar experimentos de investigação dos denominados raios catódicos. A partir desses experimentos Thomson realizou a descoberta da primeira partícula subatômica que ficou conhecida como elétron. 6. E A partir de seu experimento, Rutherford concluiu que o átomo deveria apresentar o denominado modelo nuclear, no qual o átomo seria formado basicamente por duas regiões distintas: Núcleo: região central e praticamente pontual. Muito densa e de carga positiva. Eletrosfera: região periférica, envolve o núcleo apresentando um volume muito maior e praticamente de vazios. A eletrosfera é a região que contém os elétrons. 7. A A imagem apresentada é uma representação do modelo de Rutherford (modelo nuclear). 8. C A partir do modelo atômico proposto por Rutherford temos válido que o átomo é formado basicamente por duas regiões distintas: Núcleo: região central e densa que concentra praticamente toda a massa do átomo. É formado pelos prótons (partícula de carga positiva) e pelos nêutrons (partículas neutras). Eletrosfera: região periférica de maior volume formada a partir dos elétrons (partículas negativas de massa praticamente desprezível). 9. D Em relação às afirmativas apresentadas, temos: 1. Correta. O modelo atômico de Rutherford é também conhecido como modelo planetário do átomo. 2. Correta. Os elétrons ocupam a eletrosfera do átomo e circundam ao redor de um núcleo de carga positiva. 3. Incorreta. O núcleo atômico possui um diâmetro menor do que da eletrosfera. 4. Correta. Descrição do experimento de Rutherford. 2

3 10. 7 A = 7 (número de massa) 3Li Z = 3 (número atômico) p = 3 n = 7 3 = 4 e = 3 a) prótons = 3 b) nêutrons = 4 c) elétrons = 3 d) partículas nucleares = prótons + nêutrons = 7 e) elétrons = 3 f) prótons = 3 g) elétrons = 3 h) nenhuma (0) i) partículas fundamentais = p + n + e = B A partir dos dados fornecidos tem-se válido que o elemento químico descrito corresponde ao crômio (Cr): Cr A = 52 (número de massa) Z = 24 (número atômico) 12. D Consultando a tabela periódica tem-se válido que o numero atômico do elemento cádmio é 48, assim, tem-se: p = 48 Cd e = 48 n = = D partículas nucleares = prótons + nêutrons 23 = prótons + 12 prótons = 11 Logo, considerando o átomo do elemento X como um átomo neutro, temse: nº de prótons = 11 nº de elétrons = 11 nº de nêutrons = 12 3

4 14. C A partir das informações apresentadas, tem-se: p = 92 U e = 92 n = = p = 83 Bi e = 83 n = = 127 Assim, o número total de partículas existente na soma pedida será: S = = A A partir das informações fornecidas na tabela apresentada, tem-se: a = 90 (n º de prótons) Th e = 83 (n º de elétrons) n = = 142 b = 142 (n º de nêutrons) p = 17 (n º de prótons) Cl c = 17 (n º de elétrons) d = A = p + n = = 36 (nº de massa) 16. i) menor massa para uma molécula de HCl: H Cl = ii) maior massa para uma molécula de HCl: H Cl = A A partir das informações apresentadas, tem-se válido que: 2+ X Cátion bivalente p = 45 n = 72 e = 43 4

5 18. H H O Total (H 2 O) Prótons Nêutrons Elétrons C O O Total (CO 2 ) Prótons Nêutrons Elétrons H H C O Total (H 2 CO) Prótons Nêutrons Elétrons B A partir das informações apresentadas na tabela tem-se: a = 20 (n º de prótons) Ca e = 20 b = = 20 (n º de nêutrons) p = 20 Ca e = 18 (n º de elétrons) d = = 40 (n º de massa) n º de prótons n º de nêutrons E Prótons = Co Elétrons = 24 Cátion trivalente positiv o Nêutrons = = 33 5

6 Assim, o número de prótons, de nêutrons e de elétrons no nuclídeo apresentado corresponde a: 27, 33, 24 Prótons Nêutrons Elétrons 21. A A partir das informações apresentadas, tem-se válido que: 22. n = 30 (número de nêutrons) X p = = 24 (número de prótons) Cátion trivalente positivo e = 21 (número de elétrons) Assim, a espécie apresentada possui 21 elétrons. a) Ca C O p = 20 p = 6 p = 8 n = = 20 n = 12 6 = 6 n = 16 8 = 8 e = 20 e = 6 e = 8 b) 2+ 2 Ca O p = 20 p = 8 e = 18 e = 10 c) a) H3O H H H O Total (H 2 CO) Prótons Nêutrons e = 10 Elétrons Cátion monovalente positivo 6

7 + b) NH 4 (amônio) H H H H N Total (H 2 CO) Prótons Nêutrons e = 10 Elétrons Cátion monovalente positivo 2 c) SO 4 (sulfato) O O O O S Total (H 2 CO) Prótons Nêutrons Elétrons e = 50 Ânion divalente negativo 24. A ZX X 2+ X ZY 3 n e = Z 2 n e = Z + 3 Y Y Como as espécies químicas apresentadas são isoeletrônicas, ou seja, apresentam o mesmo número de elétrons, tem-se: Z X 2 = Z Y + 3 Z X Z Y = A Os isótopos são átomos de um mesmo elemento químico, uma vez que apresentam o mesmo número de prótons no núcleo. Os átomos isótopos, por serem do mesmo elemento químico, apresentam propriedades químicas praticamente idênticas, mas apresentam diferentes números de massa, uma vez que não possuem igual número de nêutrons no núcleo. 26. E Um elemento químico é formado por um conjunto de átomos de mesmo número atômico, ou seja, com o mesmo número de prótons. 27. B Em relação às afirmativas apresentadas tem-se: 7

8 I. Correta. II. Incorreta. O número atômico de um elemento corresponde ao número de prótons do mesmo. III. Incorreta. O número de massa de um átomo é a soma do número de prótons com o número de nêutrons. IV. Correta. V. Correta. 28. C H 1 H 1 H Hidrogênio leve Hidrogênio pesado Trítio ou ou ou prótio deutério tritério 29. B H 1H 1H p = 1 p = 1 p = 1 n = 1 1 = 0 n = 2 1 = 1 n = 3 1 = 2 zero 1 nêutron 2 nêutrons 30. A Os átomos de hidrogênio apresentam o mesmo número atômico, ou seja, o mesmo número de prótons e diferentes números de massa, logo, pode-se afirmar que esses átomos são isótopos entre si H 1H 1H Z = 1 Z = 1 Z = 1 A = 1 A = 2 A = 3 Z: número de atômico A: número de massa = U 92U 92U p = 92 p = 92 p = 92 e = 92 e = 92 e = 92 n = = 142 n = = 143 n = = 146 (01) Correta. (02) Correta. (04) Incorreta. Os átomos apresentados possuem número de massa diferentes. (08) Correta. 8

9 32. A partir dos átomos representados tem-se as seguintes relações como verdadeiras: I V Cl Cl Isótopos e isoeletrônicos II IV K Ca Isóbaros IV V K Cl Isótonos ) Falsa. 1) Verdadeira. 2) Falsa. 3) Falsa. 4) Verdadeira. 33. C A partir da tabela apresentada, tem-se válido que: I. Correta K + e Ca 2+ apresentam o mesmo número de nêutrons (n = 22), logo, são classificados como isótonos. II. Incorreta. K e Ca 2+ apresentam diferentes números de massa, logo, não são isóbaros. K Ca III. Incorreta. K + e K apresentam o mesmo número de prótons. IV. Correta. K + e S 2 apresentam 18 elétrons. 34. B Os isótopos 54 Fe e 56 Fe apresentam a mesma carga elétrica no núcleo, uma vez que apresentam o mesmo número de prótons, assim, a razão entre as cargas elétricas dos núcleos dos isótopos apresentados será igual a 1, A Consultando a tabela periódica tem-se válido que: Isoeletrônicos: apresentam 2+ Mg F o mesmo número de p = 12 p = 9 elétrons e = 10 e = A As espécies monoatômicas III e IV apresentadas são do mesmo elemento químico, uma vez que possuem o mesmo número de prótons (Z = 20). 9

10 37. E Em relação às espécies químicas apresentadas tem-se as seguintes relações como verdadeiras: Nd 60Nd 60Nd Isótopos Nd 60Nd prótons = 59 prótons = 60 elétrons = 59 elétrons = 60 nêutrons = = 82 nêutrons = = 82 Isótonos 38. E A partir das informações fornecidas tem-se válido que: A 64B 65C n º atômicos consecutivos e crescentes Isóbaros B A C Isótonos D A partir das informações apresentadas, tem-se válido que: A Isóbaros 4x + 5 5x 1 2x + 2 B 4x + 5 = 5x 1 x = 6 Assim, para o átomo A, tem-se: 4(6) +5 2(6) + 2 A número de massa número atômico p = 14 e = ( rons) n = = 15 n º de nêut A 40. B O elemento bromo é formado pelos isótopos 79 Br e 81 Br, de modo que as massas moleculares apresentadas podem ser obtidas através das seguintes combinações: 10

11 { { { Br Br B r 81 Br Br Br 41. O aluno de número de chamada 15, ao se esquecer de somar 2 para obter o número de nêutrons do átomo, irá ter imaginado o seguinte átomo: n º de massa = n º de prótons + n º de nêutrons 30 (15) (15) A n º atômico = n º de prótons 15 Logo, este será isóbaro (mesmo número de massa) do átomo imaginado pelo aluno que apresenta número de chamada igual a 14. n º de massa = n º de prótons + n º de nêutrons 30 (14) (16) B n º atômico = n º de prótons A partir das informações fornecidas pelo enunciado tem-se válido que: Isótopos A B C Isótonos x x + 1 x I. Cálculo do número de nêutrons de C: n = (x + 2) 22 = x 20 n = x 20 II. Cálculo do número atômico de A: Z = x (x 20) = 20 III. Cálculo do número de massa de B: A = p + n = = 41 Assim, como os elementos apresentados têm números de massa consecutivos, temos: A 20B 22C = 21 A partir da relação apresentada, temos: X Isótonos Y n = = 18 Z = = Isóbaros 40 22Y 20 Z 11

12 44. C A evolução cronológica referente às caracterizações do átomo apresentadas é: IV. Partícula maciça, indivisível e indestrutível. ( Dalton) I. Partícula maciça com carga positiva incrustada de elétrons. ( Thomson) III. Partícula formada por núcleo positivo com elétrons girando ao seu redor na eletrosfera. ( Rutherford) II. Partícula com eletrosfera dividida em níveis de energia. ( Böhr) 45. A A correspondência correta é: 1. Próton: partícula de massa 1, kg, que corresponde à massa de uma unidade atômica. 2. Elétron: partícula de massa 9, kg e carga elétrica de 1, C. 3. Átomo de Dalton: partícula indivisível e indestrutível durante as transformações químicas. 4. Átomo de Rutherford: Partícula que possui núcleo central dotado de cargas elétricas positivas, sendo envolvido por uma nuvem de cargas elétricas negativas. 5. Átomo de Böhr: partícula constituída por um núcleo contendo prótons e nêutrons, rodeado por elétrons que circundam em órbitas estacionárias. 46. A A ordem cronológica correta para os nomes dos cientistas apontados como autores de modelos atômicos é: Dalton Thomson Rutherford Börh 47. C As transições em que ocorre apenas absorção de energia são as que seguem o princípio: n n menor (inicial) maior (final) 12

13 Logo, dentre as apresentadas, tem-se: (I) n = 1 n = 4 (II) n = 1 n = C O fenômeno da emissão de luz como consequência de uma reação química pode ser explicado pela excitação dos elétrons para camadas mais energéticas e a volta dos mesmos à posição inicial = 24 (01) Incorreta. As cores observadas para diferentes átomos no teste da chama podem ser explicadas somente pelo modelo atômico de Böhr. (02) Incorreta. As cores observadas na queima de fogos de artifício e da luz emitida pelas lâmpadas de vapor de sódio ou mercúrio são decorrentes de processos eletrônicos, análogos aos que ocorrem no teste de chama. (04) Incorreta. A luz emitida é decorrente de transições energéticas sofridas pelos elétrons, partículas da eletrosfera e não nucleares. (08) Correta. (16) Correta. 50. B A luz visível dos vagalumes pode ser explicada pelo modelo atômico de Böhr. A luz observada é decorrente da excitação de elétrons para níveis de energia mais externos, quando estes elétrons retornam aos seus níveis de origem, liberam energia luminosa, no caso, na região da luz visível. 51. C O modelo atômico que oferece melhores fundamentos para a finalidade proposta é o modelo de Rutherford-Böhr. A luz ultravioleta promove a excitação dos elétrons do corante fluorescente para níveis de energia mais externos. Quando esses elétrons retornam aos seus níveis de origem, liberam energia luminosa visível, tornando assim o corante fluorescente visível sob a ação da luz ultravioleta. 52. D Consultando a Tabela Periódica, tem-se válido que: I. Correta. 2+ Sr 38 n º de prótons = 38 n º de elétrons = 36 II. Correta. 56 Ba 2+ n º prótons = 56 n º elétrons = 54 Isoeletrônicos 54 Xe n º prótons = 54 n º elétrons = 54 13

14 III. Incorreta. Se o átomo de cobre perder um elétron ele se torna um cátion. 53. B A partir do modelo de Böhr, temos como verdadeiro que todo átomo possui certo número de órbitas com energia constante e estas órbitas são denominadas de estados estacionários. Enquanto um elétron ocupar uma mesma órbita, ou seja, um mesmo estado estacionário, este elétron pode movimentar-se sem perder ou ganhar energia, ou seja, com energia constante. Ao mudar de órbita ou nível, o elétron emite ou absorve energia igual à diferença de energia entre as órbitas ou níveis em que ocorreu a mudança. 54. a) 8 O: 1s 2 2s 2 2p 4 b) 13 Al: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 c) 19 K: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 d) 36 Kr: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 e) 56 Ba: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s D A distribuição eletrônica em subníveis para o átomo considerado é: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 2 Assim, o total de elétrons distribuídos corresponde a: = 32 e Considerando o átomo neutro, temos que o número de prótons é igual ao número de elétrons. Assim: nº de prótons = nº atômico = D Montando a distribuição eletrônica em subníveis para o átomo de Cl (Z = 14), tem-se: 17Cl: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 Assim, o número de elétrons presentes nos subníveis p do cloro é: s 2p = 11 e 57. B Montando a distribuição eletrônica em subníveis de energia para os átomos apresentados tem-se: X: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 nº e = 21 nº prótons = nº atômico = 21 Y: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 1 nº e = 39 nº prótons = nº atômico = 39 14

15 58. A Mn: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d K = 1s K = L = 2s 2p L = M = 3s 3p 3d M = 13 N = 2 4 N s = 2 Assim, a distribuição eletrônica em camadas para o átomo considerado é: K = 2; L = 8; M = 13; N = D A configuração eletrônica apresentada representa a seguinte distribuição em subníveis de energia: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 nº e = 11 nº atômico = nº de prótons = A Assim, dentre os átomos apresentados, o único que satisfaz esta configuração é o átomo de sódio (Na: Z = 11). Au: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f K = 1s K = L = 2s 2p L = M = 3s 3p 3d M = N = 4s 4p 4d 4f N = O = 5s 5p 5d O = 17 2 P = 6s P = D A distribuição eletrônica para os átomos de cada um dos elementos apresentados é: 5d 15

16 Cd (Z = 48): 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d Subnível mais energético Co (Z = 27): 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d Subnível mais energético K (Z = 19): 1s 2s 2p 3s 3p 4s Subnível mais energético Sr (Z = 38): 1s 2s 2 2 2p 3s 3p 4s 3d 4p Subnível s totalmente preenchido 5s Subnível mais energético 62. B A partir da distribuição eletrônica apresentada para o átomo de ítrio temos: s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5 camadas eletrônicas; 1 um elétron Subnível mais energético 4d 63. a) 9 F : b) 8 O 2 : c) 19 K + : d) 26 Fe 2+ : e) 26 Fe 3+ : s 2s 2p s 2s 2p s 2s 2p 3s 3p s 2s 2p 3s 3p 3d s 2s 2p 3s 3p 3d 64. D A partir das informações apresentadas, temos válido que: A = Isóbaro 40 X Y 20 n º prótons = 20 n º de prótons = n º nêutrons = 20 = n º atômico Y (Z = 20): 1s 2s 2p 3s 3p 4s Y (Z = 20): 1s 2s 2p 3s 3p n º e = E As espécies químicas apresentadas possuem configurações eletrônicas com diferentes números de elétrons. 16

17 Pb Pb n º p = 82 n º p = 82 n º e = 80 n º e = 78 Diferentes números de elétrons = 13 (01) Correta. (02) Incorreta. Quando o átomo neutro de sódio origina seu cátion monovalente, observa-se a diminuição de uma unidade em seu número de elétrons, de modo que a massa atômica permanece inalterada. (04) Correta. (08) Correta. 67. A Em relação ao ânion Se 2 temos: 2- Se n º de prótons = 34 n º de elétrons = 36 Assim, um átomo que apresentar o mesmo número de elétrons que o Se 2 será isoeletrônica em relação ao mesmo e possuirá a mesma distribuição eletrônica. Dentre os átomos apresentados, o único que satisfaz as condições apresentadas é: n º de prótons = 36 Kr (Z = 36) n º de elétrons = E Em relação às configurações eletrônicas apresentadas para o átomo 11 Na temos: I. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 Estado fundamental II. 1s 2 2s 2 2p 6 6s 1 Estado excitado As configurações I e II representam, portanto, eletrosferas do mesmo elemento químico. 69. E Das configurações apresentadas, a única que é impossível ocorrer é: 1s 2 2s 2 2p 6 2d 1 O subnível 2d 1 não é um subnível existente de acordo com o diagrama de Pauling. 17