Lista de Exercício de Química - N o 6

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1 Lista de Exercício de Química - N o 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 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 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 tecnécio- 99 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 x10 3 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 x10 16 Hz. Quanta energia é necessária para remover o elétron da superfície do metal? 8) Descreva a orientação dos lobos dos orbitais p x, p y e p z 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 m l são permitidos para um elétron na subcamada 6d? b) quantos valores de m l 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, m l. 1

2 14) Quantos elétrons podem estar alojados nos seguintes números quânticos de um átomo? a) n = 2, l=1 b) n = 4, l=2, m l = -2 c) n = 2 d) n = 3, l=2, m l = +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 (Z=33); b) Bromo (Z=35). 17) Que elementos têm as seguintes configurações eletrônicas de estado fundamental: a) [Kr] 4d 10 5s 2 5p 4 ; b) [Ar] 3d 3 4s 2 ; c) [He]2s 2 2p 2? 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 esperada para o estado fundamental e para o estado iônico de cada um dos seguintes íons: a) S 2- ; As 3+ ; c) Ru 3+ ; d) Ge ) Dê a configuração eletrônica esperada para o estado fundamental e para o estado iônico de cada um dos seguintes íons: a) I -, b) O ) As seguintes espécies têm o mesmo número de elétrons (isoeletrônico): Cd, In + e Sn 2+. 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 In 3+? 22) Que íon M 2+ (em que M é um metal) tem a seguinte configuração eletrônica no estado fundamental: a) [Ar] 3d 7 ; b) [Ar]3d 6 ; c) [Kr] 4d 4 ; d) [Kr] 4d 3? 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: 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) Co 3+ ; c) Br - ; d) Ni ) Os números atômicos (Z), configurações eletrônicas e número de elétrons desemparelhados de cinco íons estão na tabela abaixo. Imagine que todos os elétrons 2

3 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 Configuração N o de elétrons desemparelhados 26 [Ar] 3d [Kr] 5s 2 4d 10 5p 5 6s [Ne] 3s 2 3p [Kr] 4d [Ar] 4s 2 3d 8 2 Elemento Carga (NOX) Energia (fundamental ou excitado) 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 Hz b) 7,2 x Hz 4) A) 422 nm B)150 pm 5) A) 3,37 x J/átomo B) considerando a relação de Avogrado, 1 mol tem 6,023 x átomos, E = 44, 1 J C)E = 2,03 x 10 5 J 6) Considerar 1eV = 1, x J Comprimento de onda = 8,83 pm 7) A) 202 pm B) 1,65 x J 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

4 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; 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: s, p, d,f. Portanto, existem 4 subcamadas no nível 5. B) O sub-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; c) +1, 0-1; c) +3,+3,+1,0,-1,-2,-3 14) Considerando o preenchimento no estado fundamental e seguindo o diagrama de Linus Pauling: A)n = 2, l= total de 10 elétrons e) n = 4, l=2, m l = total de 42 elétrons f) n = total de 10 elétrons g) n = 3, l=2, m l = elétrons 15)a) Carbono, excitado b) Nitrogênio, excitado c) Berílio, excitado, d) Oxigênio, estado fundamental. 16)a) Arsênio, [Ar]3d 10 4s 2 4p 3 b) Brono, [Ar] 3d 10 4s 2 4p 5 17) a) Telúrio b)vanádio c) Carbono 18) A)5; b) 4; c)7; d) 3 19) A) S [Ne] 3s 2 3p 4 S 2- [Ne] 3s 2 3p 6 b) As [Ar] 4s 2 3d 10 4p 3 As 3+ [Ar] 4s 2 3d 10 c) Ru [Kr] 5s 1 4d 7 (exceção) Ru 3+ [Kr] 4d 6 d) Ge [Ar] 3d 10 4s 2 4p 2 Ge 2+ [Ar] 3d 10 4s 2 20) A) I, Z=53, [Kr] 4d 10 5s 2 5p 5 I - [Kr] 4d 10 5s 2 5p 6 Obs.: esta é a configuração de gás nobre Xenônio 4

5 b) O, Z = 8 [He] 2s 2 2p 4 O -2 [He] 2s 2 2p 6 Obs.: esta é a configuração de gás nobre Neônio 21) Cd, Z = 48, [Kr] 4d 10 5s 2 In + [Kr] 4d 10 5s 2 Sn 2+ [Kr] 4d 10 5s 2 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)co 2+ ; b) Fe 2+ ; 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 ) A) 3; b) 6; c) 6; d) 8. 26) Z Configuração No de elétrons Elemento Carga Energia desemparelhados 26 [Ar] 3d 6 4 Ferro +2 fundamental 52 [Kr] 5s p 5 6s 1 2 Telúrio -2 excitado 16 [Ne] 3s 2 3p 6 0 Enxofre -2 Fundamental 39 [Kr] 4d 1 1 Ítrio +2 Fundamental 30 [Ar] 4s 2 3d 8 2 Zinco +2 excitado 5

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