CENTRO EDUCACIONAL CHARLES DARWIN NOME: TURMA: PROFESSOR: G:\2014\Pedagógico\Documentos\Exercicios\Est_Comp_Rec_Parcial\1ª Série\Química.

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1 NOME: TURMA: PROFESSOR: 1

2 A DESCOBERTA DO ÁTOMO Após Dalton ter apresentado sua teoria atômica, em 1808, na qual sugeria que os átomos eram indivisíveis, maciços (rígidos) e esféricos, vários cientistas realizaram diversos experimentos que demonstraram que os átomos são constituídos por partículas ainda menores, subatômicas. Modelo atômico de Dalton: Bola de bilhar A DESCOBERTA DAS PARTÍCULAS SUBATÔMICAS Em 1897, Joseph John Thomson ( ) conseguiu demonstrar que o átomo não é indivisível, utilizando uma aparelhagem denominada tubo de raios catódicos. Dentro do tubo de vidro havia, além de uma pequena quantidade de gás, dois eletrodos ligados a uma fonte elétrica externa. Quando o circuito era ligado, aparecia um feixe de raios provenientes do cátodo (eletrodo negativo), que se dirigia para o ânodo (eletrodo positivo). Esses raios eram desviados na direção do polo positivo de um campo elétrico. Com base nesse experimento, Thomson concluiu que: a) os raios eram partículas (corpúsculos) menores que os átomos; b) os raios apresentavam carga elétrica negativa. Essas partículas foram denominadas elétrons (e). Posteriormente, em 1904, Ernest Rutherford, ao realizar um experimento com o gás hidrogênio, detectou a presença de partículas com carga elétrica positiva, as quais ele denominou prótons (p). A massa de um próton é aproximadamente 1836 vezes maior que a de um elétron. 2

3 A EXPERIÊNCIA DE RUTHERFORD Para verificar se os átomos eram maciços, Rutherford bombardeou uma finíssima lâmina de ouro (de aproximadamente 0,0001 cm) com pequenas partículas de carga elétrica positiva, denominadas partículas alfa (α), emitidas por um material radioativo. As observações feitas durante o experimento levaram Rutherford a tirar uma série de conclusões: 3

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5 SEMELHANÇAS ATÔMICAS EXERCÍCIOS 1. (UFPR) Segundo o modelo atômico de Niels Bohr, proposto em 1913, é correto afirmar: a) No átomo, somente é permitido ao elétron estar em certos estados estacionários, e cada um desses estados possui uma energia fixa e definida. b) Quando um elétron passa de um estado estacionário de baixa energia para um de alta energia, há a emissão de radiação (energia). c) O elétron pode assumir qualquer estado estacionário permitido sem absorver ou emitir radiação. d) No átomo, a separação energética entre dois estados estacionários consecutivos é sempre a mesma. e) No átomo, o elétron pode assumir qualquer valor de energia. 2. (Fuvest-SP) 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. É reconhecida como uma contribuição de Thomson ao modelo atômico: a) o átomo ser indivisível. b) a existência de partículas subatômicas. c) os elétrons ocuparem níveis discretos de energia. d) os elétrons girarem em órbitas circulares ao redor do núcleo. e) o átomo possuir um núcleo com carga positiva e uma eletrosfera. 5

6 3. (UFSC) Na famosa experiência de Rutherford, no início do século XX, com a lâmina de ouro, o(s) fato(s) que (isoladamente ou em conjunto) indicava(m) o átomo possuir um núcleo pequeno e positivo foi(foram): (01) As partículas alfa teriam cargas negativas. (02) Ao atravessar a lâmina, uma maioria de partículas alfa sofreria desvio de sua trajetória. (04) Um grande número de partículas alfa não atravessaria a lâmina. (08) Um pequeno número de partículas alfa, ao atravessar a lâmina, sofreria desvio de sua trajetória. (16) A maioria das partículas alfa atravessaria os átomos da lâmina sem sofrer desvio de sua trajetória. Indique a soma dos itens corretos. 4. (UFRS) Em recente experimento com um acelerador de partículas, cientistas norte-americanos conseguiram sintetizar um novo elemento químico. Ele foi produzido a partir de átomos de cálcio (Ca), de número de massa 48, e de átomos de plutônio (Pu), de número de massa 244. Com um choque efetivo entre os núcleos de cada um dos átomos desses elementos, surgiu o novo elemento químico. Sabendo que nesse choque foram perdidos apenas três nêutrons, o número de prótons, nêutrons e elétrons, respectivamente, de um átomo neutro desse novo elemento, são: (números atômicos: Ca = 20; Pu = 94) a) 114; 178; 114. b) 114; 175; 114. c) 114; 289; 114. d) 111; 175; 111. e) 111; 292; (UEPG-PR) Sobre as representações abaixo, indique a soma dos itens corretos. (01) I e VI são isótopos, apresentam o mesmo número de elétrons, mas não têm a mesma quantidade de nêutrons. (02) I e II têm o mesmo número de prótons e de elétrons. (04) Embora sejam isótopos isoeletrônicos, II e IV não têm a mesma massa atômica. (08) III e V, que não têm o mesmo número de nêutrons, apresentam menor quantidade de elétrons que o átomo IV. (16) II e IV não têm o mesmo número de nêutrons nem a mesma massa atômica. 6. Explique a experiência feita por Rutherford com a partícula alfa, para chegar ao modelo planetário de acordo com a representação esquemática. 6

7 7. Dados os átomos 90 A 232, 91 B 234, 90 C 233, 92 D 233, 93 E 234, agrupe os isótopos, isóbaros e isótonos. a) Isóbaros b) Isótonos c) Isótopos 8. São dados três átomos genéricos A, B e C. O átomo A tem número atômico 78 e número de massa 174. O átomo C tem 98 nêutrons, sendo isótopo de A. O átomo B é isóbaro de C e isótono de A. O número de elétrons do átomo B é: A, B e C 9. De acordo com as classificações dos átomos representados pelas letras A, B e C, podemos classificálos em ISÓTOPOS, ISÓBAROS E ISÓTONOS. Considere as informações abaixo antes de responder as questões. Os átomos A e B são isóbaros. Um terceiro átomo C é isótopo de B. Quais são os valores de X e Y que representam os números de massa de A e C. 20 A x =? 19 B C y =? Esse modelo baseia-se nos seguintes postulados: O MODELO ATÔMICO DE BÖHR 1. Os elétrons descrevem órbitas circulares ao redor do núcleo. 2. Cada uma dessas órbitas tem energia constante (órbita estacionária). Os elétrons que estão situados em órbitas mais afastadas do núcleo apresentarão maior quantidade de energia. 3. Quando um elétron absorve certa quantidade de energia, salta para uma órbita mais energética. Quando ele retorna à sua órbita original, libera a mesma quantidade de energia, na forma de onda eletromagnética (luz). Essas órbitas foram denominadas níveis de energia. Hoje são conhecidos sete níveis de energia ou camadas, denominadas K, L, M, N, O, P e Q. O modelo de Böhr permite relacionar as órbitas (níveis de energia) com os espectros descontínuos dos elementos. 7

8 OS SUBNÍVEIS O trabalho de Böhr despertou o interesse de vários cientistas para o estudo dos espectros descontínuos. Um deles, Sommerfield, percebeu, em 1916, que as raias obtidas por Böhr eram na verdade um conjunto de raias mais finas e supôs então que os níveis de energia estariam divididos em regiões ainda menores, por ele denominadas subníveis de energia. O número de cada nível indica a quantidade de subníveis nele existentes. Por exemplo, o nível 1 apresenta um subnível, o nível 2 apresenta dois subníveis, e assim por diante. Esses subníveis são representados pelas letras s, p, d, f, g, h,. Estudos específicos para determinar a energia dos subníveis mostraram que: existe uma ordem crescente de energia nos subníveis; os elétrons de um mesmo subnível contêm a mesma quantidade de energia; os elétrons se distribuem pela eletrosfera ocupando o subnível de menor energia disponível. A criação de uma representação gráfica para os subníveis facilitou a visualização da sua ordem crescente de energia. Essa representação é conhecida como diagrama de Linus Pauling. 8

9 Cada um desses subníveis pode acomodar um número máximo de elétrons: DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA POR SUBNÍVEL Perceba que o subnível 4s 2 aparece antes do subnível 3d 1, de acordo com a ordem crescente de energia. No entanto, pode-se escrever essa mesma configuração eletrônica ordenando os subníveis pelo número quântico principal. Assim, obteremos a chamada ordem geométrica ou ordem de distância: No caso do escândio, o subnível mais energético é o 3d 1, apresentando 1 elétron, enquanto o mais externo é o 4s 2, com 2 elétrons. A distribuição eletrônica do 21Sc por camadas pode ser obtida tanto pela ordem energética como pela ordem geométrica e é expressa por: EXERCÍCIOS 10. (PUC-MG) As diferentes cores produzidas por distintos elementos são resultado de transições eletrônicas. Ao mudar de camadas, em torno do núcleo atômico, os elétrons emitem energia nos diferentes comprimentos de ondas, as cores. Este texto está baseado no modelo atômico proposto por: a) Niels Böhr. b) John Dalton. c) Rutherford. d) J. J. Thomson. e) Heisenberg. O Estado de S. Paulo, Caderno de Ciências e Tecnologia, dezembro de

10 11. Faça a distribuição eletrônica em subníveis de energia: a) 8O b) 18Ar c) 35Br d) 11Na e) 40Zr 12. (UNI-RIO) Os implantes dentários estão mais seguros no Brasil e já atendem às normas internacionais de qualidade. O grande salto de qualidade aconteceu no processo de confecção dos parafusos e pinos de titânio que compõem as próteses. Feitas com ligas de titânio, essas próteses são usadas para fixar coroas dentárias, aparelhos ortodônticos e dentaduras nos ossos da mandíbula e do maxilar. Jornal do Brasil, outubro de Considerando que o número atômico do titânio é 22, sua configuração eletrônica será: 13. A pedra ímã natural é a magnetita (Fe3O4). O metal ferro pode ser representado por 26Fe e seu átomo apresenta a seguinte distribuição eletrônica por níveis: a) b) c) d) e) (Unifor-CE) O titânio é metal utilizado na fabricação de motores de avião e de pinos para próteses. Quantos elétrons há no último nível da configuração eletrônica desse metal? (Dado: Ti Z = 22) a) 6. b) 3. c) 5. d) 2. e) Os átomos movem-se no vazio e agarram-se, chocam-se, e alguns ricocheteiam e outros ficam emaranhados (Simplicius, século V d.c.) Hoje sabemos que os átomos emaranhados são resultado de uma ligação entre eles. Nos átomos, os elétrons que participam de uma ligação normalmente fazem parte do nível de valência. Quantos elétrons estão presentes no nível de valência do bromo (35Br)? a) 5. b) 18. c) 7. d) 35. e)

11 16. (UNI-RIO) O coração artificial colocado em Elói começou a ser desenvolvido há quarto anos nos Estados Unidos e já é usado por cerca de 500 pessoas. O conjunto, chamado de heartmate, é formado por três peças principais. A mais importante é uma bolsa redonda com 1,2 kg, 12 cm de diâmetro e 3 cm de espessura, feita de titânio um metal branco- prateado, leve e resistente. (Revista Veja, julho de 1999.) Entre os metais a seguir, aquele que apresenta, na última camada, número de elétrons igual ao do titânio é o: (Dados os números atômicos: Ti = 22, C = 6, Na = 11, Ga = 31, Mg = 12, Xe = 54) a) C. b) Mg. c) Na. d) Xe. e) Ga. 17. (Cesgranrio-RJ) A configuração eletrônica do íon Ca2+ (Z = 20) é: 18. (PUC-RJ) As respectivas distribuições eletrônicas do último nível das espécies químicas K, K +, K 2+ só podem ser: (Dado: K = 19) 11

12 LIGAÇÕES QUÍMICAS 19. Cite três características que diferenciam a ligação iônica da covalente, respectivamente: 20. A estrutura abaixo representa qual tipo de ligação química? Justifique. 21. O desenho abaixo sugere qual tipo de ligação química? Justifique. 12

13 22. O uso do cloreto de potássio é amplamente difundido no meio médico, como repositor desse eletrólito no organismo. Sobre a formação da substância química cloreto de potássio, responda: a) Represente a fórmula de Lewis e do composto formado entre os elementos cálcio (Fam. IIA) e cloro (Fam. VII)? b) Como classificamos este tipo de ligação? Justifique. 23. A escolha adequada do creme dental é feita individualmente para cada pessoa, por isso consulte seu dentista. Observe sempre se possui flúor em sua composição. Utilize uma quantidade pequena (tamanho de uma ervilha) para a escovação. Para manter a saude bucal, escove os dentes no mínimo três vezes ao dia. Sobre o átomo de flúor ( 9 F), presente na composição do creme dental, responda. a) Faça a distribuição eletrônica para o átomo de flúor b) O Flúor apresenta tendência de formar cátion ou ânion? Justifique de acordo com a distribuição eletrônica. POLARIDE E GEOMETRIA DAS MOLÉCULAS TEORIA DA REPULSÃO DOS PARES ELETRÔNICOS DA CAMADA DE VALÊNCIA. 13

14 POLARIDE DAS MOLÉCULAS EXERCÍCIOS 24. (Esam-RN) Considere as seguintes fórmulas e ângulos de ligações. Fórmula H 2 0 NH 3 CH 4 BeH 2 Ângulo ' 80 As formas geométricas dessas moléculas são, respectivamente: a) angular, piramidal, tetraédrica, linear. b) angular, piramidal, tetraédrica, angular. c) angular, angular, piramidal, trigonal. d) trigonal, trigonal, piramidal, angular. e) tetraédrica, tetraédrica, tetraédrica, angular. 25. (PUC-MG) Os compostos BF 3, SO 2, PH 3, CO 2 são moléculas de configuração espacial, respectivamente: a) trigonal, angular, trigonal, linear b) piramidal, angular, piramidal, angular c) trigonal, angular, piramidal, linear d) trigonal, linear, piramidal, linear e) piramidal, angular, piramidal, linear 26. NH 3, H 2 O e CH 4 são, respectivamente, moléculas: a) polar, polar, apolar b) polar, polar, polar c) apolar, apolar, polar d) polar, apolar, apolar e) apolar, apolar, apolar 14

15 27. (PUC-MG-2002) Um elemento X (Z = 1) combina com Y (Z = 7). O composto formado tem, respectivamente, fórmula molecular e forma geométrica: a) XY 3 : trigonal b) X 3 Y: angular c) YX 3 : piramidal d) YX: linear e) YX 2 : linear 28. (Mackenzie-SP) Analise as seguintes informações: I) A molécula CO 2 é apolar, sendo formada por ligações covalentes polares. II) A molécula H 2 O é polar, sendo formada por ligações covalentes apolares. III) A molécula NH 3 é polar, sendo formada por ligações iônicas. Concluiu-se que: a) somente I é correta. b) somente II é correta. c) somente III é correta. d) somente II e III são corretas. e) somente I e III são corretas. RADIOATIVIDADE Em 1896, o físico francês Antoine-Henri Becquerel percebeu que um sal de urânio era capaz de sensibilizar o negativo de um filme fotográfico, recoberto por papel preto, ou ainda uma fina lâmina de metal. As radiações emitidas pelo material apresentavam propriedade semelhante à dos raios X, que foi denominada radioatividade. Em 1897, Marie Sklodowska Curie ( ) demonstrou que a intensidade da radiação é proporcional à quantidade de urânio na amostra e concluiu que a radioatividade é um fenômeno atômico. Nesse mesmo ano, Ernest Rutherford criou uma aparelhagem para estudar a ação de um campo eletromagnético sobre as radiações: 15

16 1ª LEI: A EMISSÃO DE PARTÍCULAS α 2ª LEI: A EMISSÃO DE PARTÍCULAS EXERCÍCIOS 29. (UnB-DF) Ao acessar a rede Internet, procurando algum texto a respeito do tema radioatividade, no "Cadê?" ( um jovem deparou-se com a seguinte figura, representativa do poder de penetração de diferentes tipos de radiação: Com o auxílio da figura, julgue os itens a seguir: a) A radiação esquematizada em II representa o poder de penetração das partículas beta. b) A radiação esquematizada em III representa o poder de penetração das partículas alfa. c) As partículas alfa e beta são neutras. d) Quando um núcleo radioativo emite uma radiação do tipo I, o número atômico fica inalterado. 30. (UNI-RIO - mod.) Um radioisótopo emite uma partícula α e posteriormente uma partícula, obtendose ao final o elemento 91Pa 234. Determine o número de massa e o número atômico do radioisótopo original. 31. (Unesp-SP) Quando um átomo do isótopo 228 do tório libera uma partícula alfa (núcleo de hélio com 2 prótons e número de massa 4), transforma-se em um átomo de rádio, de acordo com a equação: Determine os valores de X e Y. 16

17 17 CENTRO EDUCACIONAL CHARLES DARWIN TABELA PERIÓDICA 1 IA 18 VIIIA 1 1 H 1,01 2 IIA 1 H 1,01 Número atômico Símbolo Massa atômica (referida ao isótopo 12 do carbono) 13 IIIA 14 IVA 15 VA 16 VIA 17 VIIA 2 He 4, Li 6,94 4 Be 9,01 (...) = Número de massa do isótopo mais estável 5 B 10,8 6 C 12,0 7 N 14,0 8 O 16,0 9 F 19,0 10 Ne 20, Na 23,0 12 Mg 24,3 3 IIIB 4 IVB 5 VB 6 VIB 7 VIIB 8 VIIIB 9 VIIIB 10 VIIIB 11 IB 12 IIB 13 Al 27,0 14 Si 28,1 15 P 31,0 16 S 32,1 17 Cl 35,5 18 Ar 39, K 39,1 20 Ca 40,1 21 Sc 45,0 22 Ti 47,9 23 V 50,9 24 Cr 52,0 25 Mn 54,9 26 Fe 55,8 27 Co 58,9 28 Ni 58,7 29 Cu 63,5 30 Zn 65,4 31 Ga 69,7 32 Ge 72,6 33 As 74,9 34 Se 79,0 35 Br 79,9 36 Kr 83, Rb 85,5 38 Sr 87,6 39 Y 88,9 40 Zr 91,2 41 Nb 92,9 42 Mo 96,0 43 Tc (99) 44 Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba Lantanídeos 72 Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg TI Pb Bi Po (210) 85 At (210) 86 Rn (222) 7 87 Fr Ra (226) Actinídeos 104 Ku (260) 105 Ha (260) Série dos Lantanídeos 6 57 La Ce Pr Nd Pm (147) 62 Sm Eu Gd Td Dy Ho Er Tm Yb Lu 175 Série dos Actinídeos 7 89 Ac (227) 90 Th Pa (231) 92 U Np (237) 94 Pu (243) 95 Am (247) 96 Cm (247) 97 Bk (247) 98 Cf (251) 99 Es (253) 100 Fm (253) 101 Md (256) 102 No (253) 103 Lr (257)