1º Lista

Prévia do material em texto

30 de junho de 2013 
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro 
1
a
 Lista de Exercícios - IC310 – Química Geral (01/13) 
Professor: Mauricio Sant’Anna 
1. Verdadeiro ou falso? Justifique cada resposta. 
a) Um elétron pode ocupar um orbital 2d. 
b) Um elétron pode ocupar um orbital 10s. 
c) Dois elétrons em orbitais com o mesmo n podem ter energias diferentes. 
d) O elétron em um orbital 2p tem energia menor do que em um orbital 1s. 
2. Quais dos seguintes conjuntos de números quânticos {n, l, m, s} NÃO podem existir? 
a) {3, 1, +3, +½} 
b) {1, 1, -1, +½} 
c) {4, 3, -2, +½} 
d) {3, 2, 0, +½} 
e) {5, 4, +5, +½} 
f) {8, 6, -1, +½} 
3. O iodo e o cobre são elementos presentes em pequenas quantidades nos animais, mas são 
essenciais para eles. 
a) Quantos elétrons têm m = +1 em um átomo de iodo no estado fundamental? 
b) Quantos elétrons têm l = 0 em um átomo de zinco no estado fundamental? 
4. Use a tabela periódica e diga quantos prótons, nêutrons e elétrons têm as seguintes 
espécies. Dê a configuração eletrônica de cada um deles: 
a) 
79
Se
2
; b) 
23
Na; c) 
48
Ti
2+
; d) 
181
Ta; e) 
244
Pu; f) 82Pb 
5. O magnésio tem 3 isótopos estáveis: 
24
Mg (23,9850 u.m.a., 78,60%), 
25
Mg (24,9858 
u.m.a., 10,10%) e 
26
Mg (25,9826 u.m.a., 11,30%). Calcule a massa atômica do Mg. 
6. O lítio tem apenas 2 isótopos estáveis: 
6
Li (6,015 u.m.a.) e 
7
Li (7,016 u.m.a.). A massa 
atômica do Li na tabela periódica é 6,941 u.m.a. Determine a abundância de cada isótopo 
do Li. 
7. Calcule: 
a) O número de átomos que existem em 10,0 g do elemento K. 
b) A massa de Ag que conteria o mesmo número de átomos presentes em 250,0 g de Be. 
8. Defina: 
a) Energia de ionização 
b) Carga nuclear efetiva 
c) Afinidade eletrônica 
d) Processo exergônico 
9. Diga se os seguintes processos acontecem com liberação ou absorção de energia: 
a) Um cubo de gelo que derrete até virar água. 
b) O vapor d’água se condensando em uma vidraça em um dia muito frio. 
c) Um pedaço de papel queimando. 
d) A retirada de um elétron de um átomo neutro. 
10. Considere os metais alcalinos Li, Na, K e Rb. 
a) Qual será a carga nuclear efetiva aproximada que atua sobre o elétron mais externo 
destes átomos? 
b) A energia de interação entre duas cargas (como um núcleo e um elétron) é diretamente 
proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional à distância entre elas. Os 
raios atômicos dos átomos Li, Na, K e Rb são, respectivamente, 1,52, 1,86, 2,27 e 2,47 Å. 
A 1
a
 energia de ionização do Li é igual 520 kJ/mol. Calcule valores aproximados para a 1
a
 
energia de ionização dos demais elementos. 
11. As 1
as
 energias de ionização do Be, B, C, N e O são, respectivamente, 899, 801, 1086, 
1402 e 1314 kJ/mol. Você poderia sugerir explicações baseadas na configuração eletrônica 
para os valores que não seguem a ordem esperada? 
12. Identifique e explique quais das espécies você acha que teria o maior raio atômico em 
cada um dos pares abaixo. Explique usando os critérios discutidos em aula, como o de nível 
de energia dos elétrons e de carga nuclear efetiva: 
a) K ou Ca 
b) Cl

 ou S
2
 
c) Ca ou Sr 
d) Al ou Al
3+
 
e) N
3
 ou O
2
 
f) F ou At 
13. Quais das espécies você acha que teria a maior energia de ionização nos pares abaixo? 
Explique sua escolha, usando os critérios discutidos em aula: 
a) Na ou Na
+
 
b) Al ou Ga 
c) Cs ou La 
d) Si ou P 
e) Ti ou V 
f) H ou H 
14. Explique os resultados abaixo, usando a distribuição eletrônica: 
a) O raio atômico do átomo Cl é igual a 0,99 Å, mas o raio do íon Cl

 é igual a 1,81 Å. 
b) O raio atômico do átomo Cs é igual a 2,72 Å, mas o raio do íon Cs
+
 é igual a 1,70 Å. 
c) A segunda energia de ionização do K é 7,3 vezes maior do que a primeira (a segunda 
energia de ionização é a energia necessária para retirar um elétron de um cátion 
monopositivo). 
d) A afinidade eletrônica do Li é negativa, mas a afinidade eletrônica do Be é positiva. 
15. A energia de rede de um sólido cristalino depende principalmente da carga e do 
tamanho dos íons. Para uma mesma carga, quanto menores são os íons, maior é a liberação 
de energia ao se formar a rede cristalina. Sugira uma explicação para este fato. 
16. Nos pares de sais abaixo, para qual você espera que será necessária uma maior energia 
para separar os íons? Explique suas respostas. 
a) LiF ou LiI 
b) NaF ou KF 
c) MgCl2 ou SrCl2 
d) CaO ou CaS 
 
Respostas de exercícios selecionados: 
1. a) Falso (l = 0,...,n-1). b) Verdadeiro (n é um número inteiro) c) Verdadeiro. A 
proximidade do elétron em relação ao núcleo e, portanto, sua energia, dependem da forma 
do orbital também. d) Falso. O elétron no orbital 1s está mais próximo do núcleo. 
2. Não podem existir os conjuntos a, b e e. 
3. a) 11 elétrons. b) 8 elétrons. 
4. a) 34 prótons, 36 elétrons e 45 neutrons; b) 11 prótons, 11 elétrons e 12 neutrons. 
5. 24,3118 g/mol. 
6. 
7
Li: 92,51% e 
6
Li: 7,49% 
7. a) 1,54 x 10
23
 átomos; b) 2,990 kg 
9. a) Absorção; b) liberação; c) liberação; d) absorção 
10. a) Cerca de +1 para todos. b) Na: 425,0 kJ/mol; K: 348,2 kJ/mol; Rb: 320,0 kJ/mol. 
12. a) K; b) S
2
; c) Sr; d) Al; e) N
3
; f) At 
13. a) Na
+
; b) Al; c) La; d) P; e) V; f) H. 
14. a) Maior repulsão elétron-elétron no Cl

. b) Maior número quântico principal do elétron 
mais externo do Cs. c) O 2
o
 elétron é retirado de uma camada mais interna do que o 1
o
. 
15. A energia de atração eletrostática é inversamente proporcional à distância; quanto 
menores os íons, menor a distância entre as cargas. 
16. a) LiF, porque o F

 é menor do que o I

. b) NaF, porque o Na
+
 é menor do que o K
+