APOL 2 -Química Quântica (NOTA 100)-2 tentativa

Prévia do material em texto

Questão 1/10 - Química Quântica
Leia o fragmento de texto:
"Com os devidos avanços referentes aos estudos dos orbitais, um novo obstáculo surgiu na partição de estudos sobre ligações químicas: se o carbono possui duas subcamadas diferentes na sua camada de valência (orbital 2s e orbitais 2p) como pode o carbono da molécula de metano realizar quatro ligações idênticas orientadas no espaço em direção aos vértices de um tetraedro? Em 1931, Linus Carl Pauling propôs uma solução para este problema ao demonstrar matematicamente como os orbitais poderiam se combinar, e denominou tal fenômeno de hibridização. Ao hibridizar o orbital 2s e três orbitais 2p do átomo de carbono, originaria quatro orbitais atômicos equivalentes com a geometria de um tetraedro, chamados de orbitais atômicos hibridizados do tipo sp³."
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: BIF, E., Orbitais Híbridos e contribuintes de ressonância: concepção de alunos de graduação em Química. (Trabalho de Conclusão de Curso). Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2019. Disponível em: <https://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/13257/1/orbitaishibridoscontribuintesressonancia.pdf>
Considerando o fragmento de texto e os conteúdos do livro-base BUGALSKI, L. B., GABE, D. A., Química Quântica: Origens e Aplicações, Curitiba: InterSaberes, 2020, analise as seguintes afirmativas:
I. A hibridização sp³ gera orbitais na forma tetraédrica, correspondente a uma pirâmide de base triangular com todas as faces idênticas.
II. A hibridização sp³d² gera orbitais na forma linear, com duas ligações em extremidades opostas do átomo.
III. A hibridização sp² gera orbitais na forma octaédrica, correspondente a duas pirâmides de base quadrada que compartilham suas bases.
IV. A hibridização sp³d gera orbitais na forma bipiramidal triangular, correspondente a duas pirâmides de base triangular que compartilham suas bases.
V. A hibridização sp gera orbitais na forma plana triangular, correspondente a um triângulo contido em um plano.
Estão corretas apenas as afirmativas:
	
	A
	III e IV
	
	B
	II e III
	
	C
	I e V
	
	D
	I e IV
Você assinalou essa alternativa (D)
	
	E
	II e V
Questão 2/10 - Química Quântica
Leia o fragmento de texto:
"Dependendo do nível de precisão necessário, métodos diferentes podem ser empregados, lançando-se mão ou não de dados empíricos, que são parâmetros obtidos de maneira experimental.
Ao analisar uma molécula poliatômica com base nos postulados da física quântica, é preciso calcular a função de onda dos elétrons para descrever os orbitais eletrônicos. Essa função de onda depende de parâmetros como a distância das ligações entre os átomos, o ângulo das ligações e o ângulo diedro. Para que haja estabilidade na molécula, esses valores devem minimizar a energia da interação dos átomos, reduzindo, inclusive, a repulsão nuclear."
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: BUGALSKI, L. B., GABE, D. A., Química Quântica: Origens e Aplicações, Curitiba: InterSaberes, 2020, p. 158-159
Considerando o fragmento de texto e os conteúdos do livro-base BUGALSKI, L. B., GABE, D. A., Química Quântica: Origens e Aplicações, Curitiba: InterSaberes, 2020, analise as seguintes afirmativas:
I. ( ) O método da mecânica molecular é aplicado com base na física quântica.
II. ( ) Devido à facilidade da aplicação da mecânica molecular, é possível a partir da mesma a análise de um número muito grande de átomos.
III. ( ) A teoria do funcional da densidade distingue-se por caracterizar de forma precisa as interações intermoleculares.
IV. ( ) O Método semiempírico une elementos da Física Quântica com parâmetros obtidos empiricamente.
V. ( ) O método ab initio consiste na utilização mais precisa das propriedades moleculares, baseada na Física Quântica. 
VI. ( ) Uma vez que a resolução de problemas no método ab initio dependa da capacidade de processamento computacional, não é possível antecipar a margem de erro nos cálculos realizados.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
	
	A
	F-V-V-F-V-F
	
	B
	V-V-F-F-F-V
	
	C
	V-F-V-F-F-V
	
	D
	F-F-V-V-F-V
	
	E
	F-V-F-V-V-F
Você assinalou essa alternativa (E)
Questão 3/10 - Química Quântica
Leia o fragmento de texto:
"O método de Hartree constitui o primeiro método a utilizar um procedimento numérico iterativo para cálculos de estrutura eletrônica. Podemos afirmar que este método representa o 'pontapé' inicial dos principais métodos de estrutura eletrônica ditos ab initio, uma vez que foi o precursor do método de Hartree-Fock [...] Embora a sua aplicação tenha se restringido a átomos, as principais ideias contidas nele podem ser de grande importância para o ensino de Química Quântica [...] as próprias limitações do método representam uma ótima oportunidade para explicar aos estudantes a importância destes dois conceitos fundamentais em Química Quântica."
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: MONTE, S. A. do, VENTURA E., A importância do método de Hartree no ensino de química quântica. Química Nova. 2011;34(Quím. Nova, 2011 34(3)).Disponível em: https://doi.org/10.1590/S0100-40422011000300028
Considerando o fragmento de texto e os conteúdos do livro-base BUGALSKI, L. B., GABE, D. A., Química Quântica: Origens e Aplicações, Curitiba: InterSaberes, 2020, analise as seguintes afirmativas:
I. A aplicação do método de Hartree para deduzir as equações do átomo de sódio só foi possível através da aplicação do determinante de Slater, possibilitando uma descrição chamada então de método de Hartree-Fock
PORQUE
II. O método de Hartree inicialmente proposto não foi bem aceito pela comunidade científica, uma vez que não se sabia se o mesmo era compatível com o método variacional.
A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta:
	
	A
	As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da primeira.
	
	B
	As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da primeira.
Você assinalou essa alternativa (B)
	
	C
	A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
	
	D
	As asserções I e II são proposições falsas.
	
	E
	A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
Questão 4/10 - Química Quântica
Leia o fragmento de texto:
“Para que seja possível compreender as aplicações da química quântica, podemos recorrer a uma analogia. Se na física quântica o principal objeto de estudo é a descrição do conjunto de partículas subatômicas que compõem o Universo por meio de métodos de quantização, podemos deduzir que o objeto de estudo da química quântica é esse mesmo conjunto. Sabemos que o elétron desempenha um papel fundamental nas interações entre átomos e moléculas. Portanto, o avanço das teorias físicas que explicam o comportamento e a natureza dessa partícula leva a uma compreensão mais aprofundada do funcionamento das ligações químicas e, consequentemente, pode gerar uma nova química, capaz de destrinchar as relações entre os átomos embasada nessa nova compreensão do mundo subatômica.”
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: BUGALSKI, L. B., GABE, D. A., Química Quântica: Origens e Aplicações, Curitiba: InterSaberes, 2020, p. 157
Considerando o fragmento de texto e os conteúdos do livro-base BUGALSKI, L. B., GABE, D. A., Química Quântica: Origens e Aplicações, Curitiba: InterSaberes, 2020, analise as seguintes afirmativas:
I. Distribuição dos elétrons nas moléculas
II. Estudo da eletroafinidade
III. Diferença de potencial em pilhas
IV. Caminhos da reação
V. Máquinas térmicas
VI. Polaridade
apresentam aplicações diretas da Teoria Quântica à Química apenas:
	
	A
	I, II, IV e V
	
	B
	II, III, IV e V
	
	C
	I, II, IV e VI
Você assinalou essa alternativa (C)
	
	D
	III, IV, V e VI
	
	E
	I, II, III e IV
Questão 5/10 - Química Quântica
Leia o fragmento de texto:
"O átomo de hidrogênio é um sistemacomplexo, apesar de ser um átomo com uma constituição muito simples, é um sistema tridimensional, o que obriga à utilização da equação de Schrödinger a três dimensões, a energia potencial do seu elétron varia com a posição. [...] A equação de Schrödinger é de fácil utilização para o átomo de hidrogênio, porém, quando aumentado o número atômico, os métodos numéricos são mais eficazes e facilitam a resolução do problema. Essa equação encontra limitações, pois só se aplica a partículas com velocidades baixas;"
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: ZEILMANN, A. P., SPENASSATO, D., ORO, N., Equação de Schrödinger: Resolução Analítica e Simulação para o átomo de Hidrogênio, Vetor, Rio Grande, v.18, n.2, p. 34-44, 2008. Disponível em: <https://periodicos.furg.br/vetor/article/download/1695/845/4308>
Considerando o fragmento de texto e os conteúdos do livro-base BUGALSKI, L. B., GABE, D. A., Química Quântica: Origens e Aplicações, Curitiba: InterSaberes, 2020, analise as seguintes afirmativas sobre o átomo de hidrogênio:
I. O átomo de hidrogênio é modelado dentro do formalismo de Schrödinger para que o elétron fique confinado em um poço infinito tridimensional.
II. Uma vez que o átomo de hidrogênio sujeito à equação de Schrödinger consiste em um próton central positivo com um elétron negativo circundando-o, é utilizada a simetria cilíndrica para sua análise, em lugar da cartesiana.
III. Quando os elétrons se deslocam de um nível de energia mais baixo para um mais alto, emitem um fóton com energia proporcional à frequência do mesmo.
IV. Uma vez que o átomo de hidrogênio sujeito à equação de Schrödinger consiste em um próton central positivo com um elétron negativo circundando-o, é utilizada a simetria esférica para sua análise, em lugar da cartesiana.
V. Quando os elétrons se deslocam de um nível de energia mais alto para um mais baixo, emitem um fóton com energia proporcional à frequência do mesmo.
Estão corretas apenas as afirmativas:
	
	A
	I, IV e V
Você assinalou essa alternativa (A)
	
	B
	I, II e V
	
	C
	II e III
	
	D
	II e V
	
	E
	I, III e IV
Questão 6/10 - Química Quântica
Leia o fragmento de texto:
"A hibridização é o processo de combinação de orbitais atômicos à proporção que os átomos se aproximam um do outro para formarem as ligações. O comprimento de ligação é a distância entre os núcleos de dois átomos ligados através de uma ligação covalente e é importante na determinação do tamanho total e forma de uma molécula [...] Quando dois átomos de uma ligação têm uma pequena diferença de eletronegatividade, as cargas parciais são muito pequenas. Quando a diferença de eletronegatividade aumenta, também crescem as cargas parciais. De acordo com Robert Mulliken, a eletronegatividade é a média entre a energia de ionização e a afinidade eletrônica do elemento (ambas em eletron-volts)."
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: LEAL, R. C., MOITA NETO, J. M., LIMA F. C.A, FEITOSA C. M., A Química Quântica na compreensão de teorias de Química Orgânica. Quim. Nova, Vol. 33, No. 5, 1211-1215, 2010, Disponível em: <https://www.scielo.br/j/qn/a/3KFpXn56ky78FWMRgV8gWBd/?format=pdf&lang=pt>
Considerando o fragmento de texto e os conteúdos do livro-base BUGALSKI, L. B., GABE, D. A., Química Quântica: Origens e Aplicações, Curitiba: InterSaberes, 2020, analise as assertivas a seguir e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas sobre a hibridização de orbitais moleculares:
I.   ( ) O número quântico orbital é uma ferramenta da Mecânica Quântica para obter a quantidade máxima de elétrons nos orbitais atômicos.
II.  ( ) Uma vez que são do tipo sp², os orbitais do etileno são considerado hibridizados por serem formados pela combinação de um orbital s e de dois orbitais p.
III. ( ) Das conclusões de Linus Pauling, as ligações químicas são descritas por funções de onda obtidas da mistura dos orbitais.
IV. ( ) Em alguns átomos tetravalentes, como o de Carbono por exemplo, os orbitais sp³ são formados a partir da combinação dos orbitais 2p e 2s.
V.  ( ) A descrição das ligações químicas do metano, dada sua geometria plana, não pode ser descrita através da hibridização.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
	
	A
	V-F-V-V-F
Você assinalou essa alternativa (A)
	
	B
	F-F-V-V-V
	
	C
	V-V-F-V-F
	
	D
	F-V-F-F-V
	
	E
	V-V-F-F-V
Questão 7/10 - Química Quântica
Leia o fragmento de texto:
"A solubilidade de uma substância orgânica está diretamente relacionada com a estrutura molecular, especialmente com a polaridade das ligações e da espécie química como um todo (momento de dipolo). Geralmente, os compostos apolares ou fracamente polares são solúveis em solventes apolares ou de baixa polaridade, enquanto que compostos de alta polaridade são solúveis em solventes também polares, o que está de acordo com a regra empírica de grande utilidade: "polar dissolve polar, apolar dissolve apolar" ou "o semelhante dissolve o semelhante". A solubilidade depende, portanto, das forças de atração intermoleculares que foram documentadas pela primeira vez por Van der Waals, prêmio Nobel de Física de 1910."
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: MARTINS, C. R., LOPES, W. A., & ANDRADE, J. B. de . (2013). Solubilidade das substâncias orgânicas. Química Nova, 36(Quím. Nova, 2013 36(8)). Disponível em: <https://doi.org/10.1590/S0100-40422013000800026>
Considerando o fragmento de texto e os conteúdos do livro-base BUGALSKI, L. B., GABE, D. A., Química Quântica: Origens e Aplicações, Curitiba: InterSaberes, 2020, analise as assertivas a seguir e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas:
I.   ( ) A ligação polar configura-se quando átomos com mesma eletroafinidade realizam uma ligação entre si de forma covalente.
II.  ( ) A ligação apolar se baseia na ligação entre átomos com eletroafinidades muito próximas, ou mesmo iguais.
III. ( ) O momento dipolar é um vetor que, posicionado sobre a molécula, aponta para o polo de maior eletronegatividade.
IV. ( ) O momento de dipolo é uma grandeza escalar.
V.  ( ) Dada a impossibilidade de se determinar o valor do momento dipolar de cada molécula, costuma-se obter o momento dipolar resultante, soma dos momentos individuais.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
	
	A
	V-F-V-F-V
	
	B
	V-V-V-F-F
	
	C
	F-F-F-V-V
	
	D
	V-V-F-V-F
	
	E
	F-F-V-F-V
Você assinalou essa alternativa (E)
Questão 8/10 - Química Quântica
Leia o fragmento de texto:
"O fóton emitido quando um átomo num estado excitado decai para um estado de menor energia não vem do núcleo do átomo e, na verdade, não existe antes que ocorra a transição atômica. A teoria básica que descreve tais processos é a Eletrodinâmica Quântica. Nesta teoria, os processos básicos são a emissão e a absorção de um fóton por um elétron, mas sem que isso implique que o fóton estava dentro do elétron antes da emissão ou que ele volta para dentro do elétron na absorção. Por esta razão, talvez seja mais correto falar de criação e destruição de fótons."
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: BETZ, M. E. M., Pergunte ao CREF: De onde se origina um fóton quando ocorre uma transição eletrônica em um átomo? (2018) Disponível em: <https://cref.if.ufrgs.br/?contact-pergunta=de-onde-se-origina-um-foton-quando-ocorre-uma-transicao-eletronica-em-um-atomo>
Considerando o fragmento de texto e os conteúdos do livro-base BUGALSKI, L. B., GABE, D. A., Química Quântica: Origens e Aplicações, Curitiba: InterSaberes, 2020, analise as seguinte situação:
Um elétron aprisionado em um poço quadrado que, dadas suas dimensões, possui como níveis de energia disponíveis os valores
Ei = 112 eV, Eii = 245 eV, Eiii = 374 eV e Eiv = 476 eV. 
Assim, podemos ter fótons emitidos a partir da:
1. Transição do nível Eii para o Ei
2. Transição do nível Eiii para o Ei
3. Transição do nível Eiii para o Eii
4. Transição do nívelEiv para o Eii
5. Transição do nível Eiv para o Eiii
Agora, assinale a alternativa que apresenta em ordem CRESCENTE a energia dos fótons emitidos devido a cada transição:
	
	A
	1-3-2-4-5
	
	B
	5-3-1-4-2
Você assinalou essa alternativa (B)
	
	C
	4-1-5-2-3
	
	D
	2-1-4-3-5
	
	E
	4-5-2-3-1
Questão 9/10 - Química Quântica
Leia o fragmento de texto:
"Entre o final de 1925 e o começo de 1926, Schrödinger publicou uma série de quatro artigos (cerca de um por mês) sobre sua mecânica ondulatória, onde revela que talvez nossa mecânica clássica seja completamente análoga a óptica geométrica e como tal, está errada […] portanto é preciso estabelecer uma mecânica ondulatória, e o método mais óbvio é a partir da analogia Hamiltoniana ." Observe também que a equação de Schrödinger dependente do tempo é dada por: −ℏ22m∂2ψ(x,t)∂x2+V(x,t)ψ(x,t)=iℏ∂ψ(x,t)∂t−ℏ22�∂2�(�,�)∂�2+�(�,�)�(�,�)=�ℏ∂�(�,�)∂�.
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: QUAGLIO J., Deduzindo a Equação de Schrodinger Através da Analogia Óptico-Mecânica de Hamilton. Revista Brasileira de Ensino de Física [online]. 2021, v. 43 https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2021-0208 
Considerando o fragmento de texto e os conteúdos do livro-base BUGALSKI, L. B., GABE, D. A., Química Quântica: Origens e Aplicações, Curitiba: InterSaberes, 2020, analise as seguintes afirmativas a respeito da Equação de Schrödinger:
I. |Ψ(x,t)|4|Ψ(�,�)|4 pode ser interpretado como a probabilidade da localização da partícula.
II. Para o espaço livre, com potencial nulo portanto, a solução geral da equação de Schrödinger é Ψ(x)=Asin(kx)+Bcos(kx)Ψ(�)=�sin⁡(��)+�cos⁡(��).
III. A partir da equação de Schrödinger é possível determinar que a energia de uma partícula no espaço livre é dada por E=ℏ2k2/2m�=ℏ2�2/2�.
IV. A energia da partícula no espaço livre não pode ser determinada, dada a inexistência de condições de contorno.
V. Na aplicação da equação de Schrödinger o espaço vazio é simbolizado pelo potencial nulo.
Estão corretas apenas as afirmativas:
	
	A
	III e V
	
	B
	I, II e IV
	
	C
	I, III e V
	
	D
	I e IV
	
	E
	II, III e V
Você assinalou essa alternativa (E)
Questão 10/10 - Química Quântica
Leia o fragmento de texto:
"O processo fotoquímico, que se inicia com a absorção de luz por uma espécie química e resulta na transição de um elétron do estado fundamental para um estado excitado, pode ter seu mecanismo representado por um diagrama de Jablonski[...]. Na transição eletrônica, um elétron do orbital molecular ocupado de mais alta energia (Highest Occupied Molecular Orbital, HOMO) passa a ocupar, no estado excitado, um orbital molecular não-ocupado, produzindo uma nova espécie química com características distintas daquelas do estado fundamental. Estas novas características permitem que reações que não são observadas em processos térmicos ocorram quando a espécie é exposta à luz."
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: Müller, A. V., Gonçalves, M. R., Ramos, L. D., Polo, A. S., & Frin, K. P. M., A importância do estado excitado 3MLCT de compostos de Ru(II), Re(I) e Ir(III) no desenvolvimento de fotossensores, oleds e fotorredução de CO2. Química Nova, 40(Quím. Nova, 2017 40(2)).< https://doi.org/10.21577/0100-4042.20160170>
Considerando o fragmento de texto e os conteúdos do livro-base BUGALSKI, L. B., GABE, D. A., Química Quântica: Origens e Aplicações, Curitiba: InterSaberes, 2020, analise as seguintes afirmativas:
I. Um elétron em um dado estado de energia mais alto pode emitir espontaneamente ou de forma estimulada uma certa quantidade de energia e voltar ao estado mais fundamental. 
PORQUE
II. Quando um elétron em um átomo de hidrogênio ocupa um estado excitado na eletrosfera, encontra-se em um estado considerado instável.
A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta:
	
	A
	A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
	
	B
	As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da primeira.
	
	C
	As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da primeira.
Você assinalou essa alternativa (C)
	
	D
	A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
	
	E
	As asserções I e II são proposições falsas.