Lista 1 Atomística e tabela periódica 1. (Ufrn 2013) A Lei Periódica e sua representação gráfica, a Tabela Periódica, são dois conhecimentos essenciais para a química e para os químicos. D. Mendeleev (1834-1907), em meados do século XIX, organizou os elementos conhecidos nessa época, aproximadamente 60, em ordem crescente de seus pesos atômicos, segundo as propriedades semelhantes, um abaixo do outro. Nessa organização, alguns espaços ficaram em branco, pois não eram conhecidos todos os elementos em questão, e Mendeleev previu a existência do elemento hoje conhecido como Germânio, o qual chamou de ekasilício, por estar na mesma coluna do silício. Posteriormente, esse elemento foi descoberto e suas propriedades coincidiram com as previstas por Mendeleev. Hoje, a Tabela Periódica se organiza em função das estruturas atômicas dos átomos. a) Explique o que significa periodicidade no agrupamento dos elementos na Tabela Periódica. b) Como se explica o fato de Mendeleev poder prever as propriedades de um elemento desconhecido na sua época? c) Represente a distribuição eletrônica por níveis e subníveis para o átomo do elemento cloro. 2. (Ufrj 2008) O livro "A Tabela Periódica", de Primo Levi, reúne relatos autobiográficos e contos que têm a química como denominador comum. Cada um de seus 21 capítulos recebeu o nome de um dos seguintes elementos da tabela periódica: Argônio, Hidrogênio, Zinco, Ferro, Potássio, Níquel, Chumbo, Mercúrio, Fósforo, Ouro, Cério, Cromo, Enxofre, Titânio, Arsênio, Nitrogênio, Estanho, Urânio, Prata, Vanádio, Carbono. Escreva o símbolo do elemento que dá nome a um capítulo e corresponde a cada uma das seis descrições a seguir. I - É metal alcalino. II - É líquido na temperatura ambiente. III - É o de menor potencial de ionização do grupo 15. IV - É radioativo, usado em usinas nucleares. V - Aparece na natureza na forma de gás monoatômico. VI - É lantanídeo.
3. (Ufg 2006) Observe o trecho da história em quadrinhos a seguir, no qual há a representação de um modelo atômico para o hidrogênio. Qual o modelo atômico escolhido pelo personagem no último quadrinho? Explique-o. 4. (Ufrj 2006) Vamos preencher as quatro primeiras quadrículas a seguir com símbolos de elementos químicos. O elemento da quinta quadrícula é o enxofre. Os outros são: Quadrícula 1: o elemento de transição interna cuja configuração eletrônica é: [Rn] 5f 2 6d 1 7s 2. Quadrícula 2: o metal alcalino terroso com maior raio atômico. Quadrícula 3: o elemento do bloco s, do segundo período, com maior eletronegatividade. Quadrícula 4: o elemento do grupo 15 cujo estado físico de ocorrência natural é gasoso. Preencha as quadrículas correspondentes. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Fogos de artifício são muito utilizados em grandes eventos ao ar livre. Para que os fogos produzam os efeitos de som, luz, cor e forma planejados, é necessária uma seleção precisa dos produtos químicos que serão utilizados. 5. (Ufrj 2005) A cor da luz emitida durante a queima depende das substâncias usadas nos
fogos de artifício. A tabela a seguir apresenta algumas dessas substâncias e suas respectivas cores: Num espetáculo de queima de fogos de artifício, quatro foguetes estouram em sequência. A substância escolhida, dentre as apresentadas nessa tabela, para se obter a cor desejada, pode ser assim descrita: 1 o foguete: sal de cozinha; 2 o foguete: sal de um metal de transição; 3 o foguete: substância cujo metal pertença ao quinto período; 4 o foguete: substância metálica cuja configuração eletrônica é 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1. Indique a substância usada em cada foguete. 6. (Uerj 2002) Há alguns anos já estão disponíveis no comércio os compact discs - cd - regraváveis, que permitem até 1000 utilizações. O material metálico do cd tradicional de áudio é o alumínio (Al), e o dos regraváveis é uma liga metálica contendo os elementos prata (Ag), índio (In), antimônio (Sb) e telúrio (Te). a) Represente o íon do índio que é isoeletrônico da prata e escreva, segundo a regra do octeto, a fórmula do óxido formado pelo elemento alumínio. b) Dentre os elementos químicos citados no texto, indique o número atômico daquele que apresenta o menor número de camadas eletrônicas e a família a que pertence o de maior raio atômico. 7. (Ufrrj 2001) Complete as HORIZONTAIS: 1. Partícula fundamental que não apresenta carga. 2. Um íon sempre apresenta. 3. Partícula emitida pelo núcleo radioativo. 4. Partícula de carga positiva existente no núcleo. 5. Apresenta número atômico igual a 11. 6. Átomos que apresentam os mesmos números atômicos e números de massa diferentes.
8. (Ufrj 2001) Cálcio é um dos elementos principais da estrutura óssea dos seres humanos. Uma doença muito comum em pessoas idosas, principalmente em mulheres após a menopausa, é a osteoporose, que consiste na desmineralização óssea causada pela perda de Ca +2, provocando fraturas frequentes e encurvamento da coluna vertebral. Uma das formas utilizadas pelos médicos para estudar a osteoporose consiste em administrar aos pacientes uma dieta contendo sais de estrôncio e acompanhar a taxa de absorção do mesmo pelo organismo. O estrôncio tem a capacidade de substituir o cálcio em seus compostos. a) A partir da estrutura atômica dos dois elementos, explique por que o estrôncio pode ser utilizado no lugar do cálcio. b) Uma alternativa a sais de estrôncio no procedimento anterior para estudar a osteoporose é utilizar sais de cálcio radioativo. O isótopo 47 desse elemento, por exemplo, decai emitindo uma partícula beta e formando um elemento X. Baseado na equação de decaimento apresentada a seguir, dê o número atômico e o número de massa do elemento X. 20Ca 47 X + -1 e 0 9. (Ufg 2000) Escolha um elemento do grupo 1 ou do 2, e outro do grupo 16 ou do 17 da Tabela Periódica. Escreva as configurações eletrônicas dos estados fundamentais desses elementos. Cite três substâncias que podem ser formadas, utilizando-se esses elementos. Explique uma propriedade física e uma química de uma das substâncias, correlacionando-as com as configurações eletrônicas dos elementos. 10. (Unicamp 1998) Considere as seguintes informações sobre os elementos químicos X, Y e Z:
a) Quais são os elementos X, Y e Z? b) A combinação de dois desses elementos pode formar substâncias não iônicas e gasosas a temperatura e pressão ambientes. Escreva a fórmula de uma dessas substâncias. c) Escreva a fórmula de uma substância iônica e sólida formada pela combinação dos três elementos. 11. (Uerj 1998) As fotocélulas são dispositivos largamente empregados para acender lâmpadas, abrir portas, tocar campainhas etc. O seu mecanismo baseia-se no chamado "efeito fotoelétrico", que é facilitado quando se usam metais com energia de ionização baixa. Os metais que podem ser empregados para esse fim são: sódio, potássio, rubídio e césio. a) De acordo com o texto anterior, cite o metal mais eficiente para fabricação das fotocélulas, indicando o nome da família a que ele pertence, de acordo com a Tabela de Classificação Periódica. b) Escreva a fórmula mínima e o nome do composto formado pelo ânion O 2- e o cátion potássio. 12. (Unicamp 1998) Frequentemente tem-se recorrido à exumação de ossadas para investigação policial e arqueológica. Os ossos que restaram após um longo período de sepultamento resistiram à ação do tempo por serem constituídos, principalmente, por um tipo de fosfato de cálcio, muito estável, de fórmula genérica Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) x. a) Qual o nome do elemento químico que, no composto acima citado, aparece na forma de cátion? b) Consulte a tabela periódica e indique outro elemento que poderia substituir o cátion do referido composto. c) Determine o valor de x indicado na fórmula acima. Lembre-se de que a fórmula do ácido fosfórico é H 3 PO 4. 13. (G1 1996) Escreva sobre os modelos atômicos de Dalton, Bohr e Thonson. 14. (G1 1996) A luz de um monitor de vídeo é emitida pela substância que recobre internamente a sua parte da frente. Os átomos dessa substância - fósforo, por exemplo - recebem energia, ficam excitados e em seguida retornam ao estado normal, emitindo luz. De onde vem a energia que faz os átomos do fósforo ficarem excitados? 15. (G1 1996) Aquecendo bastante uma substância, ela começa a ejetar elétrons. De onde vem a energia que faz os elétrons saltarem? 16. (G1 1996) Dados os átomos 18 A 40, 19 B 40, 19 C 41. Quais são isóbaros? 17. (G1 1996) Se os elementos 2x-1 A 4x e 2x B 3x+8 são isóbaros. Qual é o número de nêutrons de A e B? 18. (G1 1996) São dados dois isótopos: 4x-8 A 8x e 3x+6 B 8x-2 Qual o n 0. de massa de A? 19. (G1 1996) Como Mendeleiev dispôs os átomos na tabela periódica? Quantos períodos e famílias constituem a tabela periódica? 20. (Unesp 1995) Linus Pauling, falecido em 1994, recebeu o prêmio Nobel de Química em
1954, por seu trabalho sobre a natureza das ligações químicas. Através dos valores das eletronegatividades dos elementos químicos, calculados por Pauling, é possível prever se uma ligação terá caráter covalente ou iônico. Com base nos conceitos de eletronegatividade e de ligação química, pede-se: a) Identificar dois grupos de elemento da Tabela Periódica que apresentam, respectivamente, as maiores e as menores eletronegatividades. b) Que tipo de ligação apresentará uma substância binária, formada por um elemento de cada um dos dois grupos identificados?
Gabarito: Resposta da questão 1: a) O termo periodicidade se refere a um conjunto de propriedades dos elementos químicos que se assemelham dentro dos grupos desses elementos. b) Dentro da ideia da periodicidade das propriedades Mendeleev, poderia-se determinar quais eram as propriedades de determinado elemento desde que podendo classificá-lo dentro de um dos grupos. Assim, conhecendo as propriedades do grupo, poderia-se estimar a propriedade de qualquer elemento pertencente a este grupo. Na construção da tabela periódica, os elementos foram estrategicamente posicionados em grupos com propriedades semelhantes. Assim, de acordo com a posição de determinado elemento na tabela periódica, podemos fazer a estimativa de suas propriedades. 2 2 6 2 5 c) C : 1s 2s 2p 3s 3p Resposta da questão 2: I - K II - Hg III - As IV - U V - Ar VI - Ce Resposta da questão 3: O modelo atômico apresentado é o modelo de Bohr. No modelo de Bohr, os elétrons giram em torno do núcleo, em níveis específicos de energia, chamados de camadas. No caso do modelo do átomo de hidrogênio apresentado, pode-se observar que a órbita não é elíptica, e o elétron gira em torno do núcleo, em uma região própria, ou em uma camada chamada de camada K. Aceita-se também a resposta como modelo de Rutherford-Bohr. Resposta da questão 4: Observe a figura a seguir: Resposta da questão 5: 1 o foguete: cloreto de sódio; 2 o foguete: cloreto de cobre (I); 3 o foguete: carbonato de estrôncio; 4 o foguete: alumínio. Resposta da questão 6: a) In +2 Al 2 O 3
b) 13 1B ou 11 Resposta da questão 7: 1. NÊUTRON 2. CARGA 3. ALFA 4. PRÓTON 5. SÓDIO 6. ISÓTOPOS Resposta da questão 8: a) Cálcio e estrôncio são elementos representativos da mesma coluna da tabela periódica (ou mesma família), apresentando portanto a mesma distribuição eletrônica na camada de valência (no caso, última camada), e consequentemente, propriedades químicas semelhantes. b) Com a emissão de uma partícula beta há o acréscimo de uma unidade no número atômico, sem contudo acarretar mudanças no número de massa. Ou seja, o elemento X terá número de massa 47, e número atômico 21. Consulta a tabela periódica revela ser este elemento o Escândio. Resposta da questão 9: grupo 1 11 Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ou grupo 2 12 Mg 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 grupo 16 8O 1s 2 2s 2 2p 4 ou grupo 17 9F 1s 2 2s 2 2p 5 O: é um não metal (6 é na camada de valência); tem alta reatividade tem PF e PE baixos (sua subst. simples é gasosa na temperatura ambiente) Resposta da questão 10: a) Os elementos X, Y e Z são, respectivamente, o oxigênio, carbono e potássio. b) A combinação de X e Y pode originar gás carbônico - CO 2 c) K 2 CO 3 = carbonato de potássio Resposta da questão 11: a) Metal: Césio ou Cs Nome da família: Metais Alcalinos b) Fórmula mínima: K 2 O Nome do composto: óxido de potássio Resposta da questão 12: a) Cálcio b) Bário c) x = 2
Resposta da questão 13: Dalton: átomo é esfera maciça e indivisível. Bohr: átomo tem núcleo e eletrosfera. Thomson: átomo é esfera (+) recheada com cargas(-). Resposta da questão 14: Vem da energia elétrica da bateria do monitor. Resposta da questão 15: Pode ser energia elétrica, calor, luz, etc. Resposta da questão 16: A e B Resposta da questão 17: A = 17 nêutrons B = 16 nêutrons Resposta da questão 18: 112 Resposta da questão 19: Em ordem crescente de massas atômicas. São 7 períodos e 18 famílias. Resposta da questão 20: a) maior eletronegatividade: 7A menor eletronegatividade: 1A b) ligação iônica