Modelo atômico orbital

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1 Modelo atômico orbital Curso de Química Prof. Rui Medeiros quimicadorui.com.br Módulo Extra

2 2 CURSO DE QUÍMICA PROFESSOR RUI MEDEIROS MÓDULO EXTRA Modelo atômico orbital (atual): ü Com a evolução da Mecânica Quântica, a estrutura atômica foi sendo modificada. ü O modelo atômico atual é um modelo matemático-probabilístico, que trata a eletrosfera do átomo como funções de onda, baseado basicamente em dois princípios: ü Orbital é a região onde a probabilidade de se encontrar um elétron é. ü Cada orbital suporta no máximo elétrons com spins _, pois a força que une os elétrons dentro do orbital é de natureza magnética, já que a força eletrostática os repele. A) Princípio da incerteza (Heisenberg): ü É impossível determinarmos simultaneamente a posição e a velocidade de um elétron. B) Dualidade onda-partícula (de Broglie): ü O elétron apresenta comportamento dual, ou seja, ora se comporta como onda (quando não está sendo observado) e ora se comporta como partícula (quando está sedo observado). ü As funções de onda citadas anteriormente foram descritas por Schrödinger, e a sua resolução nos informa as regiões em que o elétron poderá ser encontrado no átomo. ü Em resumo, o modelo atômico orbital poderia ser resumido da seguinte maneira: ü A representação de orbitais é feita das seguintes formas: ou ou ü Os subníveis (s, p, d, f) são formados por diferentes números de orbitais, conforme pode ser visualizado na figura a seguir: Eletrosfera Níveis Subníveis Orbitais Distribuição eletrônica por orbitais ü A distribuição por orbitais deve ser feita de acordo com duas regras básicas:

3 3 CURSO DE QUÍMICA PROFESSOR RUI MEDEIROS MÓDULO EXTRA Regra de Hund: Deve-se distribuir um elétron em cada orbital de um subnível para só depois os emparelhar. Ex.: Distribuição por orbitais do subnível 2p 3. b) 37 Rb + c) 26 Fe Princípio da exclusão de Pauli: Dois elétrons em um mesmo átomo não podem ter o mesmo conjunto de números quânticos. Isso equivale a dizer que em um dado orbital sempre devem ser postos elétrons com spins. Ex.: Distribuição por orbitais do subnível 1s 2. Obs.: A previsão da estabilidade de íons pode ser feita com base em suas distribuições por orbitais, tendo em vista a estabilidade elevada dos subníveis mais energéticos totalmente preenchidos ou semipreenchidos. Propriedades magnéticas da matéria Exercício 01: Para a distribuição eletrônica do subnível 3p 2 por orbitais, verifique quais atendem à Regra de Hund e ao Princípio da exclusão de Pauli e, por fim, determine qual das distribuições abaixo corresponde ao estado fundamental. a) ( ) Hund ( ) Pauli b) ( ) Hund ( ) Pauli ü Ao submetermos uma substância a um campo magnético, podemos ter diferentes respostas, de acordo com o material. 1 - Diamagnéticos: ü Não se alinham com o campo magnético, orientando seus spins em sentido contrário ao campo aplicado. ü elétrons desemparelhados. Ex.: Magnésio (Z = 12). c) ( ) Hund ( ) Pauli Exercício 02: Faça a distribuição eletrônica por orbitais do subnível mais energético de: a) 17 Cl 2 - Paramagnéticos: ü Alinham-se com o campo magnético, provocando um leve na sua intensidade. ü elétrons desemparelhados. Ex.: Sódio (Z = 11).

4 4 CURSO DE QUÍMICA PROFESSOR RUI MEDEIROS MÓDULO EXTRA Ferromagnéticos: ü Imantam-se facilmente na presença de um campo magnético, sofrendo uma forte atração por ímãs. ü São ferromagnéticos apenas: _,, e suas ligas metálicas. Números quânticos 1 Número quântico principal: (n) ü Refere-se ao eletrônico. ü Varia de _ a _ (teoricamente). 4 Número quântico de spin: (s ou m s ) ü Refere-se à rotação do no orbital. ü Pode assumir os valores _ e. ü Em geral, o valor -1/2 é atribuído para o primeiro elétron a ocupar o orbital. (mas pode variar de acordo com o autor) ü Por isso, geralmente os exercícios fornecem o valor do spin no enunciado. Exercício 01: Dê o conjunto de números quânticos (n, l, m e s) para os seguintes elétrons: Obs.: considere que o primeiro elétron a ocupar o orbital possui spin igual a -1/2. 2 Número quântico secundário ou azimutal: (l) ü Refere-se ao eletrônico. ü Varia de _ a (teoricamente). Subnível s p d f g l Obs.: Os termos s, p, d e f são as iniciais dos termos batizados no inglês sharp, principal, diffuse e fundamental. 3 Número quântico magnético: (m ou m l ) ü Refere-se ao em que se encontra o elétron. ü Varia de _ a. a) 4p 3 n = l = m = s = b) 5d 6 n = l = m = s = c) 6s 2 n = l = m = s = c) 7g 3 n = l = m = s =

5 5 CURSO DE QUÍMICA PROFESSOR RUI MEDEIROS MÓDULO EXTRA Exercício 02: Sabendo que o elétron de diferenciação de um átomo possui os seguintes números quânticos: n = 4 ; l = 3 ; m = 0 ; s = + ½ Considerando que o primeiro elétron a ocupar o orbital possua spin igual a +1/2, determine o seu número atômico (Z) e o seu número de elétrons de valência.

6 6 CURSO DE QUÍMICA PROFESSOR RUI MEDEIROS MÓDULO EXTRA Complementação 01: Modelo atômico de Sommerfeld ü Apesar de explicar convincentemente o espectro do átomo de hidrogênio e dos íons hidrogenoides, o modelo atômico de Böhr falhava em alguns pontos. ü Para átomos contendo mais de um elétron, o seu modelo não conseguia explicar os espectros atômicos observados. ü Sommerfeld, ao estudar os espectros de emissão de átomos multieletrônicos, notou que cada em camada (n) havia uma órbita circular e (n-1) órbitas elípticas com diferentes excentricidades. magnético externo. Até mesmo substâncias como zinco e alumínio, que normalmente são livres de propriedades magnéticas, são afetadas pela presença de um campo magnético produzido por qualquer polo de um ímã de barra. ü Dependendo se há ou não atração ou repulsão pelo polo de um ímã, a matéria é classificada como paramagnética ou diamagnética, respectivamente. Alguns materiais, notavelmente o ferro, mostram uma atração muito grande para o polo de uma barra permanente de ímã; materiais desse tipo são denominados ferromagnéticos. ü O fato de um material apresentar propriedades magnéticas está relacionada com o emparelhamento e desemparelhamento dos elétrons nos orbitais. ü Essas órbitas foram denominadas subníveis eletrônicos (ou subcamadas) e foram caracterizados por um número conhecido como número quântico secundário ou azimutal. Subnível s p d f g l Obs.: Como Sommerfeld apenas estendeu as ideias de Böhr para átomos multieletrônicos, muitas vezes esse modelo é conhecido como modelo atômico de Sommerfeld-Böhr. 1 Materiais paramagnéticos: ü São materiais (átomos, moléculas ou íons) que possuem elétrons desemparelhados e que, na presença de um campo magnético, se alinham, fazendo surgir, dessa forma, um ímã que tem a capacidade de provocar um leve aumento na intensidade do valor do campo magnético em um ponto qualquer. Esses materiais são fracamente atraídos pelos ímãs. São materiais paramagnéticos: o alumínio, o magnésio, o sulfato de cobre, entre outros. Complementação 02: Propriedades magnéticas da matéria ü Qualquer matéria pode exibir propriedades magnéticas quando submetida a um campo 2 Materiais diamagnéticos: ü São materiais (átomos, moléculas ou íons) que, se colocados na presença de um campo magnético, têm seus ímãs elementares orientados no sentido contrário ao sentido do campo magnético aplicado. Assim, estabelece-se, na substância, um campo magnético que possui sentido contrário ao do campo aplicado. São substâncias diamagnéticas o bismuto, o cobre, a prata, o chumbo, entre outros.

7 7 CURSO DE QUÍMICA PROFESSOR RUI MEDEIROS MÓDULO EXTRA ü Na natureza, os materiais mais comuns são diamagnéticos; logo, tendem a ser repelidos por um campo magnético externo. É possível observar esse efeito com uma balança de Gouy: Complementação 03: A forma dos orbitais ü Os orbitais que formam os subníveis do tipo s, p, d e f possuem diferentes formas no espaço. ü Compostos paramagnéticos tendem a se movimentar na direção do campo magnético e parecem pesar mais na presença de um campo magnético do que na ausência dele. ü Logo, caso a amostra seja de um material diamagnético, o peso (à direita na figura) irá descer; se a amostra for de um material paramagnético, a amostra será atraída, e o peso continuará no alto. ü O subnível s possui forma esférica. 3 Materiais ferromagnéticos: ü As substâncias que compõem esse grupo, apresentam características bem diferentes daquelas dos materiais paramagnéticos ou diamagnéticos. Esses materiais (átomos ou íons) se imantam fortemente se colocados na presença de um campo magnético. É possível verificar, experimentalmente, que a presença de um material ferromagnético altera fortemente o valor da intensidade do campo magnético. São substâncias ferromagnéticas somente o ferro, o cobalto, o níquel e as ligas que são formadas por essas substâncias. Os materiais ferromagnéticos são muito utilizados quando se deseja obter campos magnéticos de altas intensidades. ü O subnível p possui forma de halteres ( oito ou duplo ovoide ). ü O subnível d possui formas variadas. Fonte: Apostila Pré-vestibular, sistema Ari de Sá, 2016.

8 8 CURSO DE QUÍMICA PROFESSOR RUI MEDEIROS MÓDULO EXTRA ü O subnível f possui mais formas ainda: Complementação 04: O significado físico dos números quânticos 2- Número quântico secundário ou azimutal (l) ü Representa a forma do orbital. Assim, os orbitais s são esféricos, os orbitais p têm a forma de halteres ou de um oito, etc. Valores de l: 0 (s), 1 (p), 2 (d), 3 (f),...(n-1). ü Para átomos com muitos elétrons, a energia de um elétron é determinada não só pelo valor de n, mas também pelo valor de l. Assim, para um dado valor de n, elétrons p têm energia ligeiramente maior que elétrons s. 3- Número quântico magnético (m ou m l ) ü Descreve a orientação do orbital no espaço. O número m pode ter qualquer valor inteiro entre +l e l, inclusive zero. ü O endereço de uma pessoa que recebe cartas, normalmente, está caracterizado pelos correios por quatro números : Estado, cidade, rua e número da casa. ü Do mesmo modo, cada um dos elétrons de um átomo distingue-se dos demais mediante quatro números, os chamados números quânticos. Nota-se que elétrons isolados em repouso são exatamente iguais, não se podendo distinguir uns dos outros. 1- Número quântico principal (n) ü Representa aproximadamente a distância do elétron ao núcleo. O número n tem valores inteiros 1, 2, 3,..., sendo primariamente responsável pela determinação da energia do elétron, do tamanho do orbital ocupado pelo elétron e da distância do orbital ao núcleo. A distância média do orbital 7s ao núcleo é maior que a distância média do orbital 1s ao núcleo. 4- Número quântico spin (s ou m s ) ü Descreve a rotação do elétron em torno do seu eixo. O número ms pode ter somente os valores +1/2 e -1/2. ü Dois elétrons de um mesmo orbital apresentam os três primeiros números quânticos iguais, mas possuem spins opostos. Portanto, de acordo com Pauli, dois elétrons de um mesmo átomo nunca podem ter os mesmos quatro números quânticos. ü Nota: O primeiro elétron que entra em um orbital pode ter spin -1/2 ou +1/2. Fonte:

9 Energia 9 CURSO DE QUÍMICA PROFESSOR RUI MEDEIROS MÓDULO EXTRA Exercícios Modelo atômico orbital: 1. (Uesc) Para os elétrons do átomo de nitrogênio (Z = 7), a distribuição correta, no estado fundamental, é: e) Os elementos de números atômicos 10, 18, 36 e 54 têm o elétron mais energético no mesmo nível, mas em diferentes subníveis. 4. (Uepb) A representação gráfica abaixo mostra três níveis de energia de um determinado átomo: Nível 3 - n 3 Nível 2 - n 2 E3 E 2 Nível 1 - n 1 E 1 2. (FFFCMPA) Assinale a alternativa incorreta. a) Pode-se dizer que um átomo ao perder um elétron se reduz. b) É possível encontrar elétrons de mesmo spin num mesmo nível eletrônico. c) Um elétron, quando recebe energia externa, salta para um nível eletrônico mais externo. d) Um íon com número de oxidação +2 tem dois elétrons a menos em relação aos seus prótons. e) Em um átomo é impossível encontrar dois elétrons com os quatro números quânticos iguais. 3. (Ufpr) O modelo atômico de Bohr, apesar de ter sido considerado obsoleto em poucos anos, trouxe como principal contribuição o reconhecimento de que os elétrons ocupam diferentes níveis de energia nos átomos. O reconhecimento da existência de diferentes níveis na eletrosfera permitiu explicar, entre outros fenômenos, a periodicidade química. Modernamente, reconhece-se que cada nível, por sua vez, pode ser subdividido em diferentes subníveis. Levando em consideração o exposto, assinale a alternativa correta. a) O que caracteriza os elementos de números atômicos 25 a 28 é o preenchimento sucessivo de elétrons no mesmo nível e no mesmo subnível. b) Os três níveis de mais baixa energia podem acomodar no máximo, respectivamente, 2, 8 e 8 elétrons. c) O terceiro nível de energia é composto por quatro subníveis, denominados s, p, d e f. d) O que caracteriza os elementos de números atômicos 11 a 14 é o preenchimento sucessivo de elétrons no mesmo nível e no mesmo subnível. I. Um elétron precisa receber energia (E) correspondente a E 2 - E 1 para saltar do nível 1 para o nível 2. II. O salto quântico referido acima (I) libera energia na forma de ondas eletromagnéticas. III. O salto quântico n 1 para n 3 é menos energético que o salto n 1 para n 2. Está(ão) correta(s) somente a(s) afirmativa(s) a) III b) II c) I d) I e II e) I e III 5. (Unimar) Analise as afirmações a seguir e assinale a alternativa correta: I. O preenchimento dos orbitais atômicos fazse sempre na ordem decrescente de energia dos mesmos. II. A subcamada p de um elemento, tendo 3 elétrons, estes se distribuem, cada elétron ocupando um orbital. III. Quando um átomo possui 6 elétrons na camada de valência pode-se afirmar que é um átomo que, no mínimo, tem 8 elétrons. a) todas estão corretas b) todas estão incorretas c) I e II estão corretas d) I e III estão corretas e) II e III estão corretas 6. (Ufmt) Com base no modelo atômico da mecânica quântica, pode-se dizer que o elemento químico 50 X tem: 01. dois elétrons no subnível mais afastado do núcleo; 02. três elétrons no subnível mais afastado do núcleo; 04. quatro elétrons no nível mais energético;

10 10 CURSO DE QUÍMICA PROFESSOR RUI MEDEIROS MÓDULO EXTRA dois elétrons emparelhados no subnível de maior energia; 16. dois elétrons desemparelhados no subnível de maior energia. 7. (Fesp) Qual das afirmativas abaixo é a verdadeira? a) o princípio da incerteza de Heisenberg contribuiu para validar as idéias de Bohr em relação às órbitas estacionárias; b) o pricípio de DE BROGLIE atribui aos elétrons propriedades ondulatórias, mas restringe essas propriedades ao faro de os elétrons não estarem em movimento; c) conforme o princípio de exclusão de Pauli, dois elétrons de um mesmo átomo devem diferir entre si, pelo menos por um de seus quatro números quânticos; d) a mec6anica ondulatória, aplicada à estrutura interna do átomo, prevê que cada nível de energia é com posto fundamentalmente por um subnível. e) o número quântico magnético está relacionado com o movimento dos elétrons em um nível e não é utilizado par determinar a orientação de um orbital no espaço, em relação aos outros orbitais. 8. (Cesgranrio) Assinale a opção que contraria a Regra de Hund: 9. (Ufse) Quando se distribuem 3 elétrons em orbitais p, qual das configurações abaixo é a de menor energia? d) A distribuição eletrônica em B e C está correta, porque obedece ao Princípio de Pauli e à Regra de Hund. e) A distribuição eletrônica em B está correta, porque os elétrons estão no estado fundamental; e a distribuição eletrônica em C está correta, porque está no estado excitado. 11. (Unimontes) O paramagnetismo propriedade de ser atraído por um campo magnético provém dos spins dos elétrons e ocorre em substâncias constituídas por íons ou átomos com elétrons desemparelhados. Com base na configuração eletrônica dos cátions Ti 4+, Fe 2+, Al 3+ e Cu +, pode ser atraído por um campo magnético o cátion a) Ti 4+. b) Al 3+. c) Fe 2+. d) Cu (Ufrj) As telas de televisão plana e de telefones celulares usam como visores os chamados OLED, que são equivalentes a microlâmpadas coloridas formadas por camadas de compostos metalorgânicos depositadas entre dois eletrodos. Um dos metais mais utilizados como emissor de fótons é o alumínio, ligado a um composto orgânico, a quinolina [Al(quinolina) 3 ]. a) Em sistemas semelhantes, pode-se variar a cor da luz emitida substituindo-se o alumínio por outro metal de mesma valência. Escreva a configuração eletrônica do íon Al 3+ e indique, entre os íons da lista a seguir, qual poderia substituir o alumínio nesses sistemas. K +, Ca 2+, Sc 2+, Ti 4+, V 5+, Mn 4+ ; Fe 3+ ; Co 2+ ; Ni 2+ ; Cu 2+. Dado: Al (Z = 13) b) A emissão de luz nesses dispositivos pode ser explicada pelo modelo de Bohr. O diagrama de energia a seguir refere-se ao OLED de [Al(quinolina) 3 ]. 10. (Ufba) Os diagramas abaixo mostram a distribuição de três elétrons em três orbitais do tipo p: A partir da análise dos diagramas, assinale V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas. a) A distribuição eletrônica em A está incorreta, porque não obedece ao Princípio de Pauli nem à Regra de Hund. b) A distribuição eletrônica em C está correta, porque é o estado de menor energia. c) A distribuição eletrônica em B está incorreta, porque obedece ao Princípio de Pauli, mas não obedece à Regra de Hund. Com base no diagrama de energia referente ao OLED de [Al(quinolina) 3 ] e utilizando o gráfico de conversão e a escala de cores apresentados a seguir, determine o comprimento de onda λ e a cor da luz emitida pelo OLED de [Al(quinolina) 3 ].

11 11 CURSO DE QUÍMICA PROFESSOR RUI MEDEIROS MÓDULO EXTRA b) A distância média do elétron ao núcleo será menor no estado excitado do que no estado fundamental. c) Será necessário fornecer mais energia para ionizar o átomo a partir deste estado excitado do que para ionizá-lo a partir do estado fundamental. d) A energia necessária para excitar um elétron do estado com n = 3 para um estado n = 5 é a mesma para excitá-lo do estado com n = 1 para um estado com n = 3. e) O comprimento de onda da radiação emitida quando este elétron retornar para o estado fundamental será igual ao comprimento de onda da radiação absorvida para ele ir do estado fundamental para o estado excitado. Gab: a) [Ne], ou 1s 2 2s 2 2p 6 ; o que pode substituí-lo é o Fe 3+ b) 520 nm ; cor verde 13. (Puc) I. Orbital é a região do espaço onde a probabilidade de encontrar o átomo é máxima. II. Quando o elétron passa de um nível de energia interno para outro mais externo, emite um quantum de energia. III. O elétron apresenta comportamento duplo, isto é, pode ser interpretado como partícula ou onda, conforme o fenômeno estudado. IV. É impossível determinar simultaneamente a posição e a velocidade de um elétron em um átomo. Pela análise das afirmativas, conclui-se que está correta a alternativa a) I e II b) I e III c) II e III d) II e IV e) III e IV Gab: E 14. (ITA) Um átomo de hidrogênio com o elétron inicialmente no estado fundamental é excitado para um estado com número quântico principal (n) igual a 3. Em correlação a este fato qual das opções abaixo é a CORRETA? a) Este estado excitado é o primeiro estado excitado permitido para o átomo de hidrogênio. 15. (Ufpi) Qual a afirmativa correta: a) o número máximo de elétrons f no segundo nível de energia é 14. b) um elétrons 2s está num nível de energia mais alto do que um 2p. c) o quarto nível de energia (n = 4) poderá ter o nível máximo 18 elétrons. d) os orbitais 2p x, 2p y e 2p z estão no mesmo nível de energia. e) a estrutura eletrônica fundamental do átomo do potássio (z = 19) é 1s 2 2s 2 2p 6 2d 8 3s (Ucg) Para responder esta questão assinale (V) para as proposições verdadeiras e (F) para as proposições falsas: De acordo com Richard Feynman, prêmio Nobel de Física o átomo comporta-se como nada que você jamais tenha visto antes. Na década de 20, um novo ramo da ciência, chamado mecânica quântica, foi desenvolvido para descrever o estranho mundo do átomo. O atual modelo atômico é resultante desta teoria. Com base nesse modelo, analise as proposições: 01. os diversos estados de energia em torno do núcleo no estado fundamental são chamados de camadas ou níveis de energia, sendo sete o número máximo de camadas encontradas nos átomos até hoje conhecidos; 02. todos os níveis de energia são divididos em subníveis. Os quatro subníveis conhecidos atualmente são denominados s, p d e f; 03. é impossível prever-se o local exato onde se encontra um elétron em determinado momento. Contudo, existe uma região em torno do núcleo onde é maior a probabilidade de encontra-se um elétron. Essa região é chamada de orbital. 04. em cada orbital são encontrados no máximo dois elétrons com o mesmo valor de spin; 05. as leis da Física Clássica (Newtoniana) não são válidas para o elétron, partícula cuja massa é extremamente pequena. 17. (UnB) Julgue os itens; 00. o número de massa do elemento 92 U 235 é 92; 01. o átomo 20 Ca 40 contém 20 elétrons;

12 12 CURSO DE QUÍMICA PROFESSOR RUI MEDEIROS MÓDULO EXTRA os átomos A (número de massa 80 e número de nêutrons 45) e B (número de massa 77 e número de nêutrons 42) são isótopos; 03. um átomo neutro, cuja distribuição eletrônica é 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4, apresenta três elétrons desemparelhados. 04. o número atômico do alumínio é 13 e a distribuição eletrônica para o íon Al 3+ é 1s 2 2s 2 2p 6 3s de acordo com Böhr, os elétrons de um átomo ocupam regiões do espaço denominadas orbitais; 06. quando um feixe de partículas alfa incide sobre lâminas finas de metais, somente algumas partículas sofrem grandes desvios da trajetória original. Para explicar este resultado, Rutherford concluiu que os átomos possuem núcleos de alta densidade de massa e de carga positiva. 18. (ITA) Assinale qual da afirmações é ERRADA a respeito de um átomo neutro cuja configuração eletrônica é 1s2 2s2 2p5 3s1: a) O átomo não está na configuração mais estável. b) O átomo emite radiação eletromagnética ao passar a 1s2 2s2 2p6. c) O átomo deve receber energia para passar a 1s2 2s2 2p6. d) Os orbitais 1s e 2s estão completamente preenchidos. e) Na configuração mais estável o átomo é paramagnético. Números quânticos: 19. (Uff) O Princípio da Exclusão de Pauli estabelece que: a) a posição e a velocidade de um elétron não podem ser determinados simultaneamente; b) elétrons em orbitais atômicos possuem spins paralelos; c) a velocidade de toda radiação eletromagnética é igual à velocidade da luz; d) dois elétrons em um mesmo átomo não podem apresentar os quatro números quânticos iguais; e) numa dada subcamada que contém mais de um orbital, os elétrons são distribuídos sobre os orbitais disponíveis, com seus spins na mesma direção. 20. (Upe) Assinale a alternativa correta em relação à teoria quântica do átomo. a) A relação de De Broglie (λ = h/mv) não é aplicada para calcular os comprimentos de ondas de probabilidades, associadas aos elétrons. b) Os orbitais p, constituintes de cada subcamada p, diferem entre si pela orientação no espaço. c) O íon Cr 3+ ( Z=24) apresenta na camada M 9 elétrons e 1 orbital d incompleto. d) O conjunto de números quânticos: 4, 2, +3, +1/2 é aceitável para um elétron em um átomo. e) Um orbital do tipo d, quando completamente preenchido, conterá 10 elétrons. 21. (Uepb) O diagrama abaixo representa a distribuição eletrônica do átomo de níquel. Assinale a alternativa que corresponde ao conjunto dos números quânticos do elétron de diferenciação desse átomo e o seu numero atômico.obs.: considerar = -1/2 a) n = 3; l= 2 ; m = +2; s = +1/2 e Z = 31 b) n = 1; l= 0 ; m = 0; s = -1/2 e Z = 29 c) n = 3; l= 0 ; m = -1; s = +1/2 e Z = 30 d) n = 1; l= 1 ; m = +1; s = -1/2 e Z = 27 e) n = 3; l= 2 ; m = 0; s = -1/2 e Z = (Ufam) A alternativa que corresponde à correta definição da regra de Hund, é: a) Orbital é a região do espaço de maior probabilidade para localizar um elétron, podendo conter no máximo dois, preenchidos um a um. b) Todos os orbitais de um subnível são primeiramente semipreenchidos com elétrons de mesmo spin, para depois serem completados com os elétrons restantes de spin contrário. c) Os subníveis s, p, d e f comportam, respectivamente, até 2, 6, 10, 14 elétrons, que devem ser preenchidos obedecendo a máxima multiplicidade Hundiniana, com spins contrários e simultâneos. d) O orbital s tem forma esférica e o p a forma de halteres, devendo ser primeiro preenchido os orbitais s e posteriormente os orbitais p. e) Os elétrons de um mesmo orbital devem sempre apresentar spins contrários e ser preenchido simultaneamente como um par eletrônico, para depois serem completados com os elétrons restantes de spin contrário. 23. (GF) A respeito da estrutura do átomo, considere as seguintes afirmações: I. O número quântico principal (n) é um número inteiro que identifica os níveis ou camadas de elétrons.

13 13 CURSO DE QUÍMICA PROFESSOR RUI MEDEIROS MÓDULO EXTRA II. Um orbital está associado ao movimento de rotação de um elétron e é identificado pelo número quântico "spin". III. Os subníveis energéticos são identificados pelo número quântico secundário (l), que assume os valores 0, 1, 2 e 3. IV. Os elétrons descrevem movimento de rotação chamado "spin", que é identificado pelo número quântico de "spin" (s), com valores de -l até +l. São corretas as afirmações: a) somente I e II. b) somente I e III. c) somente I e IV. d) somente II e III. e) somente II e IV. 24. (Ufg) Observe o diagrama a seguir: K 1s L 2s 2p M 3s 3p 3d N 4s 4p 4d 4f O 5s 5p 5d 5f P 6s 6p 6d Q 7s Sobre este diagrama, é correto afirmar-se que: 01. as letras s, p, d e f representam o número quântico secundário; 02. o número máximo de orbitais por subníveis é igual a dois; 04. a ordem crescente de energia segue a direção horizontal, da direita para a esquerda; 08. o elemento de número atômico 28 possui o subnível 3d completo; 16. o nível M possui no máximo 9 orbitais. 25. (Ufc) Considere três átomos A, B e C. Os átomos A e C são isótopos; os átomos B e C são isóbaros e os átomos A e B são isótonos. Sabendo que o átomo A tem 20 prótons e número de massa 41 e que o átomo C tem 22 nêutrons, os números quânticos do elétron mais energético do átomo B são: a) n = 3 l = 0 m = 1 s = -1/2 b) n = 3 l = 2 m = -2 s = -1/2 c) n = 3 l = 2 m = 0 s = -1/2 d) n = 3 l = 2 m = -1 s = -1/2 e) n = 4 l = 0 m = 0 s = -1/2 26. (Ufpi) Indique a alternativa que representa um conjunto de números quânticos permitidos: a) n = 3 l = 0 m = 1 s = +1/2 b) n = 3 l = 4 m = 1 s = +1/2 c) n = 3 l = 3 m = 0 s = +1/2 d) n = 3 l = 2 m = 1 s = +1/2 e) n = 4 l = 0 m = 3 s = -1/2 27. (Ufpa) Um elétron, quando salta de uma camada de número quântico principal n 1, para outra de número quântico principal n 2 mais próxima do núcleo: a) absorve (n 1 n 2 ) quanta de energia. b) libera uma onda eletromagnética equivalente a (n 1 + n 2 ) quanta de energia. c) libera uma onda eletromagnética equivalente a (n 1 n 2 ) quanta de energia. d) muda o sinal do spin. e) absorve (n 1 + n 2 ) quanta de energia. 28. (Unip) Qual a configuração eletrônica tem o valor 3/2 para a soma do número quântico spin de todos os seus elétrons? Convencione que o número quântico spin do primeiro elétrons do orbital é +1/2. a) 1s 2 2s 2 2p 1 b) 1s 2 2s 2 2p 2 c) 1s 2 2s 2 2p 3 d) 1s 2 2s 2 2p 4 e) 1s 2 2s 2 2p (Ufsc) Considere um átomo representado pelo seu número atômico Z = 58 e em seu estado normal. É CORRETO afirmar que: 01. o mesmo possui um total de 20 elétrons em subnível f. 02. o primeiro nível de energia com elétrons em orbitais d é o n = se um de seus isótopos tiver número de massa 142, o número de nêutrons desse isótopo é os subníveis 5s 4d 5p 6s 4f não estão escritos na sua ordem crescente de energia. 16. sua última camada contém 2 elétrons no total. 32. um de seus elétrons pode apresentar o seguinte conjunto de números quânticos: n = 2, l = 0, m = +1, s = +1/ (Ufam) Sobre os números quânticos e suas características podemos afirmar que: I. O número quântico Principal está associado à distância do elétron ao núcleo e à energia crescente dos elétrons II. A forma do orbital eletrônico está associado ao número Azimutal III. A orientação espacial de um orbital é representado pelo número Magnético IV. O spin, não tem um análogo clássico, mas representa satisfatoriamente o sentido da rotação do elétron em torno de seu eixo V. Os números quânticos identificam e localizam, em termos energéticos, corretamente um elétron em um átomo São verdadeiras as alternativas a) I, II, III e V b) I, II e III c) Todas d) II, III e V e) II, III e IV

14 14 CURSO DE QUÍMICA PROFESSOR RUI MEDEIROS MÓDULO EXTRA (Ufam) Os quatro números quânticos, entre outras propriedades, são capazes de identificar com precisão um elétron em um átomo. A partir deste fato podemos afirmar corretamente que: a) Elétrons próximos ao núcleo são identificados por altíssimos níveis principais de energia b) Na identificação eletrônica, dois elétrons diferentes podem possuir os mesmos números quânticos em um átomo, contanto que sejam isoeletrônicos c) Dois elétrons diferentes admitem os mesmos números quânticos em um átomo se estiverem em níveis de energia diferentes d) Dos quatro números quânticos, o spin é o único que permite a identificação precisa de um elétron em um nível de energia e) A identidade eletrônica não admite que dois elétrons diferentes possuam os mesmos números quânticos em um átomo 32. (UFCG) De acordo com o princípio de Pauli, cada elétron num átomo deve ter um conjunto diferente de números quânticos: n, l, m l, e m s. Considere a configuração eletrônica do átomo de Boro dado abaixo s 2s 2p x Assinale a alternativa em que as afirmativas relacionadas aos números quânticos dos elétrons é INCORRETA. a) Os três elétrons da camada externa têm o mesmo número quântico secundário. b) Três elétrons têm o mesmo número quântico principal. c) Quatro elétrons têm o mesmo número quântico azimutal. d) Quatro elétrons têm o mesmo número quântico magnético. e) Três elétrons têm o mesmo número quântico spin. 33. (Ufsc) Um determinado átomo apresenta sete (7) elétrons no subnível d da camada M. A respeito desses elétrons, é CORRETO afirmar: 01. todos eles apresentam número quântico principal igual a o número quântico secundário para todos eles é cinco, desses sete elétrons, apresentam o mesmo número quântico de spin. 08. o número quântico magnético do primeiro elétron "colocado" nesse subnível é os números quânticos do sétimo elétron "colocado" nesse subnível d são: n=3, l=2, ml=0 e ms=-1/2 34. (Ufsc) Dentre as opções abaixo, assinale as corretas: 01. a primeira camada principal contém apenas dois elétrons no máximo; 02. a forma da nuvem eletrônica 1s é esférica; 04. qualquer camada principal contém um número de subcamadas igual ao número quântico magnético; 08. em um átomo no estado normal as subcamadas são preenchidas em ordem crescente de energia; 16. em um nível de número quântico principal n, os valores do número quântico secundário l variam de 0 a (n 1); 32. em um nível de número quântico principal l, os valores do número quântico magnético variam de l a + l; 64. o conjunto de números quânticos n = 3; l = 3; m = 0; s = -1/2 é possível. 35. (Ufsc) Estão corretas as alternativas: 01. o conjunto de números quântico: n = 3; l = 2; m = 3; s = +1/2 é possível; 02. o número quântico responsável pela orientação do orbital no espaço é o número quântico magnético; 04. o Princípio da Exclusão estabelecido por Pauli afirma que não existem, em um mesmo átomo, dois ou mais elétrons com os quatro números quânticos iguais; 08. o orbital com forma de halteres apresenta número quântico secundário ou azimutal igual a 2; 16. qualquer orbital de número quântico secundário igual a zero é esférico. 36. (Ufes) Com relação à estrutura do átomo, é correto afirmar: 01. o número de massa é a soma do número de elétrons mais o número de prótons; 02. o número quântico magnético varia de 0 a (n 1); 03. o número quântico secundário varia de 1 a +1 passando por zero; 04. no núcleo do átomo há prótons e nêutrons e, na eletrosfera, elétrons; 05. quando o número quântico magnético é zero, o número quântico principal pode ser zero ou um. 37. (Uem) Sobre a estrutura do átomo, assinale o que for correto. 01. O número máximo de elétrons que pode ser encontrado na camada N é Em um átomo, podem existir dois elétrons no mesmo estado de energia. 04. O íon férrico (Fe 3+ ) possui a seguinte distribuição eletrônica: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d O último elétron que preenche a eletrosfera de um átomo é o seu elétron de menor energia. 16. O número quântico magnético (m) indica a orientação dos orbitais no espaço. 32. Se, em um orbital, existirem dois elétrons, esses são considerados emparelhados. 64. Segundo o modelo atômico proposto por Bohr, um elétron em um átomo pode possuir qualquer valor de energia.

15 Gabarito 1. E 2. A 3. A 4. C 5. E = C 8. E 9. E 10. VVVFF 11. C 12. a) [Ne], ou 1s 2 2s 2 2p 6 ; o que pode substituí-lo é o Fe 3+ b) 520 nm ; cor verde 13. E 14. E 15. D 16. VFVFV 17. VVFFFV 18. C e E 19. D 20. B 21. E 22. B 23. E 24. VFFFV 25. B 26. D 27. C 28. C C 31. E 32. A = = = = 49