Escola Básica e Secundária Gonçalves Zarco Física e Química A, 10º ano Ano lectivo 2007 / 2008

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1 Escola Básica e Secundária Gonçalves Zarco Física e Química A, 0º ano Ano lectivo 007 / 008 Correcção do teste de avaliação sumativa Nome: N.º aluno: Turma: Classificação : Professor: GRUPO I. Texto I Uma explosão de luz na noite do tempo, há cerca de 5000 milhões de anos, eis o começo da nossa história, a origem do universo de que a ciência nos fala desde há alguns anos Dispomos até agora de numerosos elementos para traçar o retrato do Universo nesse momento: totalmente desorganizado, não possuindo nem galáxias, nem estrelas, nem moléculas, nem átomos, nem sequer núcleos de átomos Não é mais do que um caldo de matéria informe, levado a temperaturas da ordem de milhares de biliões de graus. É o que se chamou de Big Bang. Como toda a teoria científica, o Big Bang baseia-se num conjunto de observações e num sistema matemático (a relatividade geral de Einstein) capaz de a traduzir em valores numéricos. (Adaptado de A mais bela história do mundo. Os segredos das nossas origens, Hubert Reeves e tal.) Tendo como base a teoria apresentada no texto, selecciona das opções (A), (B), (C), (D) e (E) a resposta correcta para as questões... No Big Bang o Universo era (A) frio e em expansão. (D) quente e em expansão. (B) quente e denso. (E) frio e em contracção. (C) frio e denso... Uma das evidências do Big Bang é a (A) existência de estrelas gigantes vermelhas. (B) existência da radiação de fundo de microondas. (C) a abundância de oxigénio na atmosfera terrestre. (D) a existência de galáxias. (A) existência de estrelas de electrões. Núcleo de Estágio 07/08

2 .3. O primeiro elemento químico formado após o Big Bang foi o (A) ferro. (B) hélio.. Das seguintes afirmações escolhe a verdadeira. (C) lítio. (D) hidrogénio. A. A energia libertada nas reacções químicas e nas reacções nucleares é da mesma ordem de grandeza. B. Numa reacção nuclear os núcleos mantém-se inalterados. C. Numa reacção nuclear pode-se dar a libertação de radiação γ. D. Uma reacção nuclear de fissão ocorre quando dois núcleos de elementos mais leves se combinam para originar um núcleo de um elemento mais pesado. 3. Observa as reacções abaixo apresentadas, tendo em conta as seguintes representações simbólicas: n 0 ; p ; 0 e : 3 A. H + H He+ C. Li+ H LiH 4 4 B. N+ He O p D. U+ n Sr+ Xe + n Completa correctamente as reacções A. e B. 3 A. H+ H He n B. N+ He O p Indica, justificando, a(s) que corresponde(m): 3... As reacções químicas; C, porque nas reacções químicas, os elementos químicos são os mesmos nos reagentes e produtos (os núcleos dos elementos químicos do sistema reaccional mantêm-se inalterados, havendo apenas pequenas alterações das unidades estruturais), as partículas envolvidas são os electrões, há conservação de massa e a quantidade de energia envolvida nestas reacções é pequena As reacções nucleares de fissão; D, porque nas reacções de fissão nuclear um núcleo de um elemento químico pesado e instável divide-se em dois núcleos mais Núcleo de Estágio 07/08

3 pequenos e mais estáveis, com uma apreciável diminuição da massa e consequente libertação de grande quantidade de energia As reacções nucleares de fusão. A e B, porque nas reacções de fusão nuclear ocorre a junção de dois núcleos de elementos pequenos para formar núcleos de elementos mais pesados, com libertação de grande quantidade de energia O esquema da seguinte figura pretende ilustrar a evolução estelar através da formação de alguns elementos químicos. Escreve as equações das reacções nucleares que traduzem a síntese dos elementos na fase: I 4 H He+ e+ Energia II 3 He C+ Energia C + He O+ Energia 8 4. Analisou-se o espectro térmico de duas estrelas e verificou-se que no espectro da estrela A predomina a cor azul e no espectro da estrela B predominam a cor laranja. Qual das duas estrelas é a mais quente? Porquê? A estrela mais quente é a azul (estrela A), porque no seu espectro de emissão predominam as radiações visíveis mais energéticas, ou seja, quanto maior a temperatura de um corpo mais energéticas são as radiações emitidas. 5. Classifica como verdadeiras ou falsas as seguintes frases, corrigindo as falsas. (a) O efeito fotoeléctrico consiste na absorção de um electrão quando num metal incide uma determinada radiação electromagnética. F; O efeito fotoeléctrico consiste na emissão de um electrão quando num metal incide uma determinada radiação electromagnética. (b) Só ocorre efeito fotoeléctrico se a energia da radiação incidente for superior à energia de remoção do metal. F; Só ocorre efeito fotoeléctrico se a energia da radiação incidente for superior ou igual à energia de remoção do metal. (c) Se uma radiação ultravioleta não consegue extrair electrões de um dado metal, então a radiação vermelha também não produz efeito fotoeléctrico. Verdadeira Núcleo de Estágio 07/08 3

4 (d) Quanto menor a energia de remoção de um dado electrão, maior a energia cinética do electrão emitido por efeito fotoeléctrico. Verdadeira 6. A energia mínima de extracção de um metal é de 8, J. 6.. Se a energia da radiação incidente for de 9, J, qual a energia cinética do electrão ejectado? E rad = E rem + E cin 9, = 8, E cin E cin =, J 6.. Se a intensidade luminosa deste feixe aumentar, o que acontece ao número de electrões removidos? E à energia cinética dos electrões ejectados? O número de electrões extraídos aumenta, e a energia cinética dos electrões ejectados mantêm-se igual. 7. No diagrama de energia da figura seguinte estão representados alguns níveis de energia do átomo de hidrogénio. 7.. Justifica as seguintes afirmações verdadeiras. A. Quando o electrão se encontra no nível de energia n = 3, diz-se que o átomo está no estado excitado. O estado estacionário de menor energia (n = ) é denominado estado fundamental. Os estados estacionários de energia superiores ao fundamental (n > ) são chamados de estados excitados. B. Se o electrão de um átomo de hidrogénio for excitado para o nível energético n = 4, esse átomo pode emitir, por desexcitação, radiação ultravioleta, visível e infravermelha. A radiação emitida por um átomo depende dos níveis energéticos para os quais os electrões transitam. Uma vez que o electrão se encontra no nível n = 4 pode emitir, por desexcitação, radiação infravermelha (nível n > 3 n = 3), visível (nível n > n = ) e ultravioleta (nível n > n = ). 7.. O electrão do átomo de hidrogénio, situado no estado fundamental, absorve a 8 energia de,94 0 J. Indica para que nível de energia transita o electrão. Núcleo de Estágio 07/08 4

5 E E radiação = E Estado superior EstadoSuperior = 94, 0 E 8 EstadoInferior E + ( 8, 0 8 radiação + E ) =, 4 0 EstadoInferior 9 J. = E EstadoSuperior Logo, o electrão transita para o nível de energia n = A figura representa algumas transições electrónicas possíveis para o electrão do átomo de hidrogénio. Indica quais as transições que correspondem: a) a absorção de energia; B. b) a transições na região do infravermelho; C e E. c) a transições da série de Lyman. A e D. 8. Para caracterizar uma orbital são necessários três números quânticos. 8.. Indica o conjunto de números quânticos que caracterizam as orbitais: a) 4s; (4,0,0) b) 5p; (5,,-); (5,,0); (5,,) 8.. Das seguintes séries de números quânticos de orbitais, indica as que estão incorrectas, justifica: a) 4, 0, b),, c),, 0 d) 3,, e) 0,, 0 As séries que estão incorrectas são: a A; B; C e E, porque a D é a única em que l < n e m l l, logo é a única série que está correcta. 9. Escreve a configuração electrónica dos seguintes átomos e iões: a) 4 Be b) 0 Ca c) Na + d) 6 S - a) s s b) s s p 6 3s 3p 6 4s c) s s p 6 d) s s p 6 3s 3p 6 0. Algumas das configurações seguintes estão erradas. A: s s p 6 C: s s p 6 3s B: s s 3s D: s s p x 0 p y p z 3s Corrige-as, indicando a regra ou princípio da distribuição electrónica que elas não respeitam, supondo que os átomos estão no estado fundamental. A configuração electrónica B não respeita o princípio da energia mínima. Ficará: s s p. Núcleo de Estágio 07/08 5

6 A configuração electrónica D não respeita os princípios da energia mínima e da exclusão de Pauli e regra de Hund. Ficará: s s p x p y p z 3s. 0.. Considera o elemento representado pela letra A, indica justificando o grupo, período e bloco a que pertence na tabela periódica. Os átomos deste elemento possuem oito electrões de valência, como tal o elemento pertence ao grupo 8 da Tabela Periódica. Uma vez que o número quântico da orbital de valência é dois então pertence ao segundo período da Tabela Periódica. O elemento encontra-se no bloco p, porque tem as orbitais de valência do tipo s e p totalmente preenchidas Diz justificando qual o ião que o elemento C tem tendência a formar. O elemento C tem a tendência a formar um ião bipositivo, pois tem tendência a perder os seus dois electrões de valência adquirindo estrutura de gás nobre Compara o raio atómico do elemento A com o raio de outro elemento E situado à direita de A no mesmo período. O raio atómico do elemento A é menor que o raio do elemento E.. Das seguintes afirmações selecciona a única falsa. A. Os raios atómicos são sempre superiores aos correspondentes raios catiónicos mas inferiores aos correspondentes raios aniónicos. B. A energia de ionização decresce ao longo do grupo, pois com a diminuição do número atómico, os electrões ficam mais atraídos ao núcleo. C. Os gases raros não participam nas reacções químicas, pois são compostos inertes. Núcleo de Estágio 07/08 6

7 GRUPO II (Componente Prática) de chama. Uma das técnicas da análise elementar é a análise elementar por via seca ou teste. Qual a razão dos átomos e iões emitirem luz colorida quando aquecidos à chama? Os átomos e iões quando sujeitos a altas temperaturas são excitados. Ao deixarem esse estado de excitação, emitem radiações de cores características sob a forma de uma chama colorida.. Poderia existir fogo de artifício colorido se não existissem certos metais? Porquê? Cite três desses metais. Não. Porque as chamas coloridas do fogo de artifício são originadas pela emissão de radiação por átomos ou iões excitados. Sódio, Cobre, Potássio Esta técnica de identificação apresenta algumas limitações. Como se poderia complementar esta técnica de forma a ser mais rigorosa? Obtendo-se um espectro de emissão de riscas, visto que cada elemento possui um espectro de emissão característico que pode ser visto como a sua impressão digital. 4. Completa a frase: O espectro da luz branca pode ser obtido quando se faz incidir essa luz num prisma óptico, porque a luz... (A)... sofre reflexão. (B)... atravessa o prisma sem qualquer desvio de direcção. (C)... apresenta diferentes velocidades que dependem do meio por onde passa. (D)... é reflectida segundo as leis de reflexão. E + E Radiação = E Re moção Cinética FORMULÁRIO E Radiação = E Estado Superior E Estado Inferior Núcleo de Estágio 07/08 7