Apol 2 - Química quântica

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Questão 1/10 - Química Quântica 
Leia o fragmento de texto: 
"Uma das sugestões mais importantes associadas ao método de Hartree-Fock foi 
formalizada por J.J.Roothaan através do método que ficou popularizado como o método 
da combinação linear dos orbitais atômicos (LCAO - Linear Combinaion of Atomic 
Orbitals). Esta designação de combinação linear de orbitais atômicos não é adequada 
e deveria ser modificada para combinação linear de funções de base. Entretanto, a força 
do hábito e a grande utilização do método tornou a designação inicial como um rótulo 
ainda utilizável [...]. Os orbitais atômicos e moleculares apresentam características 
vetoriais, mas são funções matemáticas e portanto, o espaço vetorial a que se refere, 
neste caso, não deve ser considerado como o espaço euclidiano" 
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: CUSTÓDIO, R., MORGON, N. H., Método LCAO. Rev. Chemkeys. 17 de setembro de 2018 [citado 23 de 
janeiro de 2023];(3):1-8. Disponível em: <https://econtents.bc.unicamp.br/inpec/index.php/chemkeys/article/view/9639> 
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. Os métodos LCAO (do inglês linear combination of atomic orbitals - combinação 
linear dos orbitais atômicos) são atualmente muito empregados na obtenção das 
energias nos orbitais moleculares, uma vez que possuem uma ampla gama de 
aplicação. 
 
PORQUE 
II. Os métodos LCAO têm por objetivo determinar como se comporta a função de 
onda dos elétrons em ligações moleculares, sendo o método de Hückel o mais 
utilizado. 
A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: 
 
A A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 
Você assinalou essa alternativa (A) 
 
B As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da primeira. 
 
C A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. 
 
D As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da primeira. 
 
E As asserções I e II são proposições falsas. 
 
Questão 2/10 - 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 3/10 - 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 4/10 - Química Quântica 
Leia o fragmento de texto: 
Formalismos matemáticos são utilizados de forma a sustentar uma teoria com 
afirmações matemática-lógicas e são puramente formais. E muitas vezes, como no 
caso da mecânica quântica, é o aspecto onde se consegue consenso. Sobre esse 
assunto podemos afirmar que: "A verdadeira reconciliação entre os dois 
formalismos, mecânica matricial e mecânica ondulatória, é creditada a Dirac no 
seminal livro de 1930 “Principles of Quantum Mechanics”. 
Nele fica claro que as duas formulações são apenas diferentes representações de 
uma teoria mais geral. Dirac utilizou espaços vetoriais e introduziu a notação de 
bras e kets, uma das principais e mais importantes ferramentas da área." 
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: PFRIMER, F. R, Sobre os formalismos matemáticos da Mecânica Quântica: Dirac, von Neumann e 
Álgebra C [manuscrito] /Frederico Rodrigues Pfrimer. - 2013 https://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstream/tede/3689/5/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20-
%20Frederico%20Rodrigues%20Pfrimer%20-%202013.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 assertivas sobre o formalismo de Dirac a seguir e marque V para 
as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: 
I. ( ) A evolução temporal dos vetores de estado na forma |?(t)?|?(t)? são obtidas 
a partir da aplicação da Equação de Schrödinger. 
II. ( ) Um ket |v?|v? pode ser usado para determinar a velocidade de uma partícula 
no contexto da Química Quântica. 
III. ( ) os kets (e por consequência também os bras) são observáveis que 
representam um estadofísico em um espaço de estados conhecido como “espaço 
de Hilbert”. 
IV. ( ) O espaço de estados é também um espaço de Hilbert. 
V. ( ) Para que um vetor defina o estado de um objeto quântico ele deve estar 
normalizado. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
 
A F-V-V-V-F 
 
B V-F-F-V-V 
Você assinalou essa alternativa (B) 
 
C F-F-V-F-V 
 
D V-F-V-F-V 
 
E V-V-F-V-F 
 
Questão 5/10 - Química Quântica 
Leia o fragmento de texto: 
"Gilbert Newton Lewis foi o primeiro pesquisador que conseguiu formular uma teoria de 
ligação química de modo bastante eficaz e abrangente. Em sua teoria, ele agrupou 
todos os tipos de ligações químicas e conseguiu ir além das demonstrações individuais, 
apontando relações entre substâncias iônicas, metálicas, covalentes e moleculares. 
Por volta de 1902, Lewis começou a desenvolver suas ideias sobre o comportamento 
atômico e o octeto eletrônico, em busca de explicações para a formação das ligações 
químicas, [...] Lewis propôs a chamada teoria do átomo cúbico, em que modela o 
comportamento dos elétrons de valência de um átomo supondo que eles se distribuem 
espacialmente formando um cubo o qual poderia acomodar em seus vértices uma 
quantidade de 0 a 8 elétrons." 
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 seguintes afirmativas: 
 
I. Os elétrons da camada de valência se organizam de forma simétrica em 8 
elétrons, um para cada vértice do cubo. 
II. Elétrons não podem transitar de uma posição em uma camada externa da 
eletrosfera para outra, dado que suas posições são mantidas de forma rígida. 
III. Uma região eletricamente positiva, não afetada em mudanças químicas, com 
uma quantidade específica de elementos para cada grupo da tabela periódica. 
IV. As forças elétricas não atuam da mesma forma em partículas muito próximas. 
V. Uma camada externa negativa, com um número entre 0 e 12 elétrons. 
VI. Duas camadas atômicas não podem ser interpenetráveis de forma simultânea. 
 
São postulados da teoria do átomo cúbico corretamente enunciados somente: 
 
A I, II, e V 
 
B I, III e IV 
Você assinalou essa alternativa (B) 
 
C III, IV e VI 
 
D II, III e IV 
 
E IV, V e VI 
 
Questão 6/10 - 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 7/10 - Química Quântica 
Leia o fragmento de texto: 
"[...] a Mecânica Quântica revela e discute conceitos de comportamento e 
interação das partículas que compõem átomos e moléculas, levando a ideias 
novas que modificam a forma de compreender a natureza quando comparadas 
com a Mecânica Clássica.[...]". A área de química apresenta em seu programa de 
conteúdos o estudo de átomos e modelos atômicos, moléculas, cor de chama, 
orbitais, ligações químicas, etc. Todos esses conteúdos são relacionados a 
resultados advindos de estudos da Mecânica Quântica." Assim podemos verificar 
que as duas áreas estão intimamente ligadas, e em muitos casos podem até 
confundir-se. 
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: COSTA, D. G. da S., Schappo, M. G., Mecânica Quântica no Ensino de Química: Comparação entre 
Tópicos do Livro Didático e de Formação de Professores, Revista exatas on-line vol. 12 n.2 Nov. 2021pág. 129-139, Dsponível em: 
<https://docs.google.com/spreadsheets/d/1zVK0CiJznfz1N2rqOI7OQfh5UbbqZvR_6_3UEKAUCWA/edit#gid=2107530580> 
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 a respeito das dificuldades na aplicação da Mecânica 
Quântica na química: 
I. ( ) Somente o átomo de hidrogênio possui solução exata proposta pela equação 
de Schrödinger. 
II. ( ) A maioria esmagadora dos átomos necessita de soluções numéricas da 
equação de Schrödinger devido ao grande número de valores envolvidos. 
III. ( ) No contexto da mecânica quântica, a incerteza nos cálculos diminui com o 
aumento do tamanho da amostra estudada. 
IV. ( ) Somente os elementos da família 1 da tabela periódica, os alcalinos, 
possuem soluções exatas da eletrosfera pela equação de Schrödinger. 
V. ( ) No contexto da mecânica quântica, a incerteza nos cálculos aumenta 
juntamente com o tamanho da amostra estudada. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
 
A F-F-V-V-V 
 
B V-V-V-F-F 
 
C F-V-F-F-V 
 
D V-V-F-F-V 
Você assinalou essa alternativa (D) 
 
E F-V-V-F-F 
 
Questão 8/10 - Química Quântica 
Leia o fragmento de texto: 
"O átomo de hidrogênio é um sistema complexo, 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 9/10 - 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 10/10 - 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 nível Eiv 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