Prévia do material em texto
Questão 1/10 - 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. 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. |?(x,t)|4 (psi (x,t)^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 ?(x)=A sin(kx) + B cos(kx). III. A partir da equação de Schrödinger é possível determinar que a energia de uma partícula no espaço livre é dada por E=h²k²/2m. 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: Nota: 10.0 A III e V B I e II e IV C I, III e V D I e IV E II, III e V Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! A equação de Schrödinger independente do tempo: -?22m?2?(x)?x2+V(x,t)?(x)=E?(x,t) pode ser aplicada ao espaço vazio com V(x)=0. A solução da mesma é dada por ?(x)=Asin(kx)+Bcos(kx) onde |?(x,t)|2 pode ser interpretado como a densidade de probabilidade da localização da partícula. Já a energia da partícula, a partir da função de onda, fica E=?2k22m. livro-base, p. 99-100. Questão 2/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "As tentativas iniciais de ordenação das substâncias elementares surgiram no século XVIII e se basearam nas características e propriedades que as substâncias elementares demonstravam, pois não era conhecida a descontinuidade da matéria, uma vez que a Química ainda estava em um nível macroscópico, foi então que Lavoisier mostra uma tabela com 33 substâncias elementares no seu famoso livro Tratado Elementar de Química, em seguida a comissão composta por: Louis-Bernard Guyton (1737-1816), Claude - Louis Berthollet (1748-1822), Antoine Fourcroy (1755-1809) e Lavoisier (1743-1794), entre outros publicaram em 1787, em Paris, a “Méthode de Nomenclature Chimique” Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: OLIVEIRA, V. B., BORALHO P. O., ALMEIDA JR. R. N. F., MASCARENHAS, M. A., COSTA D, Tabela periódica: Uma tecnologia Educacional Histórica. Revista Eletrônica Debates em Educação Científica e Tecnológica, ISSN 2236-2150 – V. 05, N. 04, p. 168-186, Dezembro, 2015 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 proposições a respeito da tabela periódica: I. Foram necessários diversos cientistas para aprimorar a tabela periódica desenvolvida inicialmente por Dimitri Mendeleev, que já continha elementos a serem descobertos. PORQUE II. Dada a dificuldade da organização dos elementos, foram desenvolvidas tabelas periódicas em formatos curiosos, como a espiral de Heinrich Baumhauer. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 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. Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! "A tabela que conhecemos hoje é diferente da proposta por Mendeleev em relação â organização e à quantidade de elementos. Muitos modelos foram propostos no decorrer do tempo, e um exemplo que ganhou destaque foi o de Heinrich Baumhauer, publicado em 1870. Nesse modelo, o átomo de hidrogênio ocupa o centro da tabela, a organização é uma espiral crescente de acordo com o crescimento da massa atômica, e os elementos que estão no mesmo raio apresentam propriedades comuns." livro-base, p.33. E As asserções I e II são proposições falsas. Questão 3/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "[...]Louis de Broglie, ao defender sua tese de doutorado em física, utilizou a perspectiva de Einstein sobre o efeito fotoelétrico. Passou-se a entender a luz como uma onda-partícula em razão de suas propriedades físicas de interação com a matéria. Quer dizer, como tudo no Universo pode ser considerado matéria ou energia e a energia, representada pela luz, tem comportamento dual, então a matéria, representada pelo elétron, também deve ter comportamento dual, podendo ser descrita como onda e partícula. A princípio, essa proposta foi nomeada onda de matéria e foi o objeto de estudo da tese de De Broglie, que também escreveu um artigo sobre a teoria dos quanta [...]." 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. 89. 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 modelo de de Broglie: I. O modelo atômico de De Broglie considera que o elétron é uma partícula que se propaga em torno do núcleo de forma circular. PORQUE II. A quantização os estados no modelo de De Broglie ocorre devido à necessidade de um número inteiro de comprimentos de onda em torno do núcleo. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A As asserções I e II são proposições falsas. 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 A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! “O modelo atômico de De Broglie era, na época, tão inusitado quanto sua proposta. Em sua descrição, o pesquisador previu que, em vez de o elétron ser uma partícula e ter uma trajetória circular ao redor do núcleo, ele, na verdade, constitui uma onda que se propaga ao redor do núcleo de forma circular, de modoque sua propagação acontece sempre com números inteiros de comprimento (?)” livro-base, p. 90. Questão 4/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "A mecânica quântica revolucionou os estudos da física ao investigar o comportamento da matéria e da energia em uma escala atômica e subatômica. Por esse motivo, tornou-se essencial para o entendimento de forças fundamentais da natureza, com exceção da força gravitacional. Sua concordância com as evidências experimentais tornou-a também importante para explicar diversos campos de estudo da física, da química e da biologia, como o eletromagnetismo, a física das partículas, a física da matéria condensada, a teoria das ligações químicas, a biologia estrutural e os princípios básicos de eletrônica e nanotecnologia.Atualmente, dividimos os conhecimentos sistematizados na mecânica quântica em antiga mecânica quânticae mecânica quântica moderna." 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. 53. 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 dos estudos de Bohr e de Broglie: I. Embora tenha ajudado a explicar o modelo atômico de Bohr, a antiga mecânica quântica de Bohr ainda era incompleta, uma vez que ainda estava em desenvolvimento. PORQUE II. Após a hipótese onda-partícula de Louis de Broglie em 1924 iniciou-se a nova Mecânica Quântica, que causou a eliminação dos conceitos pré-estabelecidos de quantização de energia. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da primeira. B A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. “Bohr também utilizou a teoria quântica e, em 1913, explicou seu modelo atômico por meio dela. Além desses trabalhos, que foram os que mais ganharam destaque no início do século XX, foram publicados diversos outros alicerçados na teoria de Planck. Esses trabalhos são as bases da antiga mecânica quântica, que perdurou de 1900 até a década de 1920. Louis de Broglie, em 1924, propôs a hipótese da dualidade onda-partícula, considerada o ponto de partida de uma variante mais sofisticada e completa da mecânica quântica, que passou a ser chamada nova mecânica quântica ou nova física.” livro-base, p. 54. C As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da primeira. D A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. E As asserções I e II são proposições falsas. Questão 5/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Alguns elétrons podem ser ejetados com uma energia cinética em torno de zero e outros com energia cinética máxima, dependendo da região de onde os elétrons são extraídos. Assim, a conservação da energia estabelece que: Kmax=E-F, o Kmax é a energia cinética máxima do fotoelétron ejetado, E é a energia fornecida pela radiação e F representa a chamada função trabalho, quantidade de energia necessária para extrair o elétron do material." Observe a Tabela: Elemento F(eV) Cádmio (Cd) 4,08 Carbono (C) 5 Cério (Ce) 2,59 Cobalto (Co) 5 Gadolínio (Gd) 2,9 Manganês (Mn) 4,1 Rubídio (Rb) 2,261 Térbio (Tb) 3 Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: CABRAL, J. C., Efeito Fotoelétrico : uma abordagem a partir do estudo de circuitos elétricos. Lavras : UFLA, 2015, p. 22. Já os dados da tabela foram retirados de HAYNES, W. M. (Ed.), CRC handbook of chemistry and physics, 95ª ed., Oakville, MO: Apple Academic Press, 2014 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 efeito fotoelétrico e a função trabalho: 1. Um fóton de ultravioleta com 9 eV sobre uma superfície de cobalto 2. Um fóton de raios-x com 1,24 keV sobre uma superfície de cádmio 3. Um fóton de ultravioleta com 8 eV sobre uma superfície de térbio 4. Um fóton de radiação gama com 41 keV sobre uma superfície de manganês 5. Um fóton de ultravioleta com 7 eV sobre uma superfície de carbono 6. Um fóton de luz visível com 2,49 eV sobre uma superfície de rubídio Agora, assinale a alternativa que apresenta os processos listados em ordem CRESCENTE de energia cinética dos elétrons ejetados devido aos fótons: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A 6-4-2-1-3-5 B 5-6-1-3-2-4 C 4-2-3-1-5-6 Segundo o livro-base (p.44), a energia do fóton no efeito fotoelétrico é dada por: Ec=hν−Φ onde h=6.626⋅10−34 J\cdot s é a constante de Planck, ν é a frequência do fóton incidente e Φ é a função trabalho temos que, para cada caso: 1. hν=9 eV, Φ=5 eV. Assim: Ec=hν−Φ Ec=9−5⇒Ec=4 eV 2. hν=1,24 keV=1240 eV, Φ=4 eV. Assim: Ec=hν−Φ Ec=1240−4,08⇒Ec=1236 eV 3. hν=8 eV, Φ=3 eV. Assim: Ec=hν−Φ Ec=8−3⇒Ec=5 eV 4. hν=41 keV, Φ=4,1 eV. Assim: Ec=hν−Φ Ec=41000−4,1⇒Ec=40,996 keV 5. hν=7 eV, Φ=5 eV. Assim: Ec=hν−Φ Ec=7−5⇒Ec=2 eV 6. hν=2,49 eV, Φ=2,261 eV. Assim: Ec=hν−Φ Ec=2,49−2,261⇒Ec=0,229 eV Uma vez que 40006>1236>5>4>2>0,229, a ordem fica: 4, 2, 3, 1, 5, 6. D 3-1-2-4-6-5 E 4-6-5-1-2-3 Questão 6/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Raios gama, assim como os raios X, são radiações eletromagnéticas, que não possuem carga, nem massa. Estas radiações, exatamente como a luz visível, propagam-se na forma de “pacotes” de energia, denominados fótons. Cada fóton corresponde a um valor fundamental de energia, o quantum. São bastante penetrantes e provocam ionização de forma indireta. Três efeitos, decorrentes destes tipos de radiações, podem ocorrer na interação com a matéria: o efeito fotoelétrico, o efeito Compton e a produçãode pares. A energia de cada fóton e o número atômico do material onde está penetrando é que determinam o tipo de interação predominante." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: EICHER M. L., CALVETE M. H. H., SALGADO T. D. M., Módulos para o Ensino de Radioatividade, UFRGS (AEQ), p. 21, http://www.iq.ufrgs.br/aeq/html/publicacoes/matdid/livros/pdf/radio.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 a seguir a respeito da dualidade onda-partícula da Mecânica Quântica e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Isaac Newton defendia que a luz possui natureza corpuscular. II. ( ) Segundo Christiaan Huygens, a luz apresenta comportamento tanto de onda, quanto de partícula. III. ( ) A partir da Física Quântica, compreende-se que a luz pode apresentar tanto comportamento corpuscular, quanto de onda. IV. ( ) Isaac Newton defendia que a luz possui natureza ondulatória. V. ( ) Christiaan Huygens, defendeu a hipótese de que a luz apresenta comportamento puramente ondulatório. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A F-V-V-V-F B V-F-F-F-V C F-V-F-V-F D F-F-V-V-V E V-F-V-F-V "(I) A natureza da luz foi o foco de muitas pesquisas durante o século XVII. (II) Newton defendia sua natureza corpuscular, mas outros pesquisadores, entre eles Huygens, argumentavam que a luz seria proveniente de vibrações que ocorrem no meio, assim como o som. [...] A resposta a essa situação proveio de Einstein, quando propôs que a luz tem natureza dual, ou seja, ela não é apenas formada por partículas e também não se caracteriza apenas por se propagar como uma onda: as duas características constituem sua natureza." (livro-base, p.21-24) Questão 7/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "[...]Heisenberg se dedica a mostrar que embora para cada conceito mecânico tomado individualmente não haja, nem mesmo no domínio quântico, falta deexperimentos capazes de lhe conferir legitimidade física, a quantização característica desse domínio impede que a posição e o momentum possam ser determinados experimentalmente aomesmo tempo com precisão ilimitada. Para isso, Heisenberg introduz o seu famoso experimento de pensamento do microscópio de raios gama. A análise que faz é porém excessivamentequalitativa, e passa por cima de um aspecto crucial, notado por Bohr antes mesmo de o artigo ser publicado." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: CHIBENI, S. S., Certezas e incertezas sobre as relações de Heisenberg, Campinas: Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 27, n. 2, p. 181-192, 2005 https://www.unicamp.br/~chibeni/public/heisenberg.pdfConsiderando 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 acerca do princípio da incerteza de Heisenberg: I. A partir do princípio da incerteza de Heisenberg, o comportamento do elétron passou a ser interpretado de uma forma determinística em vez de probabilística. II. Segundo o princípio da incerteza não é possível medir de forma simultânea a velocidade e a posição de uma partícula. III. Além da posição e momento, o princípio da incerteza pode ser aplicado a outros pares de grandezas complementares, como a energia e o tempo. IV. Do princípio da incerteza de Heisenberg, podemos concluir que o produto das incertezas de velocidade e posição deve ser igual à constante de Planck. V. O sinal "maior ou igual" no enunciado do princípio da incerteza indica que o produto das incerteza apresenta um valor máximo, o que implica que posição e momento podem ser simultaneamente incertos. Estão corretas apenas as afirmativas: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A I, III e V B I, II e V C II, III e V “A forma de abordagem em relação à interpretação do comportamento do elétron deixou de ser determinística, passando a ser probabilística." livro-base, p. 220 “Heisenberg sugeriu que a posição x e a quantidade de movimento p são grandezas complementares, assim como a energia E e o tempo t.” livro-base, p. 97. A equação Δx⋅Δp≥ℏ/2, (livro-base, p. 97) indica que a incerteza na posição Δx deve aumentar com a diminuição da incerteza no momento Δp (ou vice-versa), uma vez que o produto de ambas não pode ultrapassar a constante ℏ/2. D I, II e IV E III, IV e V Questão 8/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "No início do século XIX, Lavoisier demonstrou a importância de desenvolver leis químicas quantitativas e enunciou o principio de conservação das massas, segundo o qual, durante o processo químico, ocorrem transformações das substâncias reagentes em outras substâncias sem que haja perdas nem ganhos de matéria. Desse modo, todos os átomos das substâncias reagentes devem ser encontrados nas moléculas dos produtos, nas quais eles estão combinados de outra forma. Lavoisier também propôs que deve ocorrer uma conservação das cargas elétricas e que a carga total dos produtos deve ser igual à carga total dos reagentes." 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. 30. Considerando o fragmento de texto introduzindo a importância de Lavoisier 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. Propôs que o oxigênio é um dos elementos que constituem o ar. II. Afirmou que a quantidade de calor necessária para decompor uma substância é a mesma que ela libera durante sua formação. III. Provou empiricamente que a matéria não é formada pelos quatro elementos (ar, água, terra e fogo), mas por átomos. IV. Batizou o elemento Hidrogênio. V. Publicou a primeira versão da organização dos elementos químicos na forma da tabela periódica. As afirmativas que correspondem a contribuições de Lavoisier para a química são, somente: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A II, III e IV B I, II e III C I, IV e V D I, II e IV "O cientista irlandês Robert Boyle [...] provou empiricamente que a matéria não é formada pelos quatro elementos (água, ar, fogo e terra), e sim por átomos e suas combinações.[...]Entre as principais descobertas experimentais e contribuições de Lavoisier para a química, destacam-se: A quantidade de calor (Q) necessária para decompor uma substância é a mesma que ela libera durante sua formação. Oxigênio (O): Lavoisier propôs que esse elemento constitui o ar, sendo o material essencial para a respiração animal, para a queima de um combustível (combustão) e para as oxidações. A proposta de que o oxigênio é fundamental para a combustão foi responsável por invalidar a teoria do flogisto. Hidrogênio (H): esse nome significa, em grego, 'gerador de água”. A sugestão dessa nomenclatura veio da constatação de que, durante a combustão, o hidrogênio combina-se com o oxigênio, formando a água." (livro-base, p.29-31). "Em 1869, o quimico Dmitri Mendeleev apresentou à Sociedade Química da Rússia uma tabela periódica na qual organizara os elementos químicos com base em experimentos que permitiam medir suas propriedades químicas e físicas" (livro-base, p.32). E III, IV e V Questão 9/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "O modelo de Schrödinger aplicado ao átomo de hidrogênio é obtido considerando-se a equação de onda que descreve o comportamento de um elétron girando em torno de um próton e a força de atração que resulta da interação da atração elétrica entre eles. A resolução é matematicamente complexa e é empregada para obter a equação de onda ?. Os cálculos realizados para o átomo de hidrogênio levam em conta o conceito de orbital como uma região do espaço em que é mais provável encontrar um elétron, em contraposição à ideia de Bohr, que previu um lugar específico para as órbitas. Os números quânticos (n, l, m) associados ao elétron são utilizados para determinar o orbital que ele ocupa e seu nível de energia." 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. 101. 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 número quântico principal (n) está relacionado à distância do orbital ao núcleo do átomo. II. O número quântico definido pela direção espacial do orbital pode assumir valores inteiros de 0 a n - 1. III. O número quântico vinculado ao formato do orbital pode assumir valores associado às letras s, p, d, f, g, h... IV. O número quântico n pode assumir valores inteiros a partir de 0. V. O número quântico m pode assumir valores inteiros de 0 a l. Estão corretas apenas as afirmativas: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A II e IV B I e V C II e III D I e III Para cada um dos números quânticos, admite-se que seus valores estejam entre os intervalos mostrados a seguir: * (IV) n=1,2,3,... * (II) l=0,1,2,3,...,n-1 * (V) m=-l,-l+1,...,l-1,l A geometria dos orbitais é definida pelo número quântico, de modo que: * (I) n define a distância do orbital ao núcleo do átomo; * l define o formato do orbital; * m define a direção espacial do orbital. Vinculados aos valores do número quântico principal n, temos as camadas representadas pelas letras K (n=1), L (n=2), M (n=3), e assim por diante. (III) Já os valores do número quântico orbital l são conhecidos como subníveis e associados às letras: * l=1? s = sharp * l=2? p = principal * l=3? d = diffuse * l=4? f = fundamental A partir de l = 5, segue-se a ordem alfabética: l=5?g; l=6?h, e assim por diante. (Livro-base, p. 101-102) E II e V Questão 10/10 - Química Quântica Os estudos anteriores ao século XX sempre apontaram um comportamento distinto de partículas, caracterizadas por posições e velocidades e ondas, como as ondas eletromagnéticas que possuem comprimento de onda (?) e frequência (?) inversamente proporcionais e ligados pela velocidade da luz (c) através da relação ?=c?. Assim, um dos aspectos mais fascinantes da Mecânica Quântica é a dualidade onda partícula das ondas eletromagnéticas, onde essas características “coexistem”. O fóton, um pequeno “pacote de onda”, possui comportamento de partícula e sua energia (E) é proporcional ao comprimento de onda (?) a partir da relação E=h?, onde h é a constante de Planck. 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 das ondas eletromagnéticas: 1. Os Raios-X aplicados na medicina diagnóstica. 2. A radiação ultravioleta utilizada na esterilização de materiais cirúrgicos. 3. As Micro-ondas usadas em redes locais sem fio, como o bluetooth. 4. A radiação gama utilizada em radioterapia. 5. Os raios infravermelhos, emitidos pelo corpo humano 6. A radiação visíviel, emitida por alguns tipos de LEDs Agora, assinale a alternativa que apresenta as radiações eletromagnéticas listadas em ordem CRESCENTE de energia dos fótons: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A 4-1-2-6-5-3 “A seguir, apresentamos uma breve descrição das principais radiações eletromagnéticas, elencadas do menor comprimento de onda para o maior: Radiação gama (γ) [...] Raio X [...] Ultravioleta (UV) [...] Radiação visível (luz) [...] Infravermelho (IV) [...] Micro-ondas [...] Rádio [...].” livro-base, p. 63-64. Dado que o comprimento de onda (λ) é inversamente proporcional à frequência (ν) de acordo com a relação λ=cν onde $c$ é a velocidade da luz; e a energia do fóton (E) é proporcional à frequência (ν) de E=hν onde $h$ é a constante de Planck, a ordem fica na sequência apresentada acima e, portanto: (energia dos fótons de raios gama-4) > (energia dos fótons de raios x-1) > (energia dos fótons de UV-2) > (energia dos fótons de radiação visível-6) >(energia dos raios infravermelhos-5) > (energia dos fótons de micro-ondas-3). B 1-6-3-5-4-2 C 5-6-3-2-4-1 D 4-2-6-3-5-1 E 3-6-4-1-5-2 Questão 1/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "A mecânica quântica revolucionou os estudos da física ao investigar o comportamento da matéria e da energia em uma escala atômica e subatômica. Por esse motivo, tornou-se essencial para o entendimento de forças fundamentais da natureza, com exceção da força gravitacional. Sua concordância com as evidências experimentais tornou-a também importante para explicar diversos campos de estudo da física, da química e da biologia, como o eletromagnetismo, a física das partículas, a física da matéria condensada, a teoria das ligações químicas, a biologia estrutural e os princípios básicos de eletrônica e nanotecnologia.Atualmente, dividimos os conhecimentos sistematizados na mecânica quântica em antiga mecânica quântica e mecânica quântica moderna." 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. 53. 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 dos estudos de Bohr e de Broglie: I. Embora tenha ajudado a explicar o modelo atômico de Bohr, a antiga mecânica quântica de Bohr ainda era incompleta, uma vez que ainda estava em desenvolvimento. PORQUE II. Após a hipótese onda-partícula de Louis de Broglie em 1924 iniciou-se a nova Mecânica Quântica, que causou a eliminação dos conceitos pré-estabelecidos de quantização de energia. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da primeira. B A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. Você assinalou essa alternativa (B) Você acertou! “Bohr também utilizou a teoria quântica e, em 1913, explicou seu modelo atômico por meio dela. Além desses trabalhos, que foram os que mais ganharam destaque no início do século XX, foram publicados diversos outros alicerçados na teoria de Planck. Esses trabalhos são as bases da antiga mecânica quântica, que perdurou de 1900 até a década de 1920. Louis de Broglie, em 1924, propôs a hipótese da dualidade onda-partícula, considerada o ponto de partida de uma variante mais sofisticada e completa da mecânica quântica, que passou a ser chamada nova mecânica quântica ou nova física.” livro-base, p. 54. C As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da primeira. D A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. E As asserções I e II são proposições falsas. Questão 2/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Raios gama, assim como os raios X, são radiações eletromagnéticas, que não possuem carga, nem massa. Estas radiações, exatamente como a luz visível, propagam-se na forma de “pacotes” de energia, denominados fótons. Cada fóton corresponde a um valor fundamental de energia, o quantum. São bastante penetrantes e provocam ionização de forma indireta. Três efeitos, decorrentes destes tipos de radiações, podem ocorrer na interação com a matéria: o efeito fotoelétrico, o efeito Compton e a produçãode pares. A energia de cada fóton e o número atômico do material onde está penetrando é que determinam o tipo de interação predominante." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: EICHER M. L., CALVETE M. H. H., SALGADO T. D. M., Módulos para o Ensino de Radioatividade, UFRGS (AEQ), p. 21, http://www.iq.ufrgs.br/aeq/html/publicacoes/matdid/livros/pdf/radio.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 a seguir a respeito da dualidade onda-partícula da Mecânica Quântica e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Isaac Newton defendia que a luz possui natureza corpuscular. II. ( ) Segundo Christiaan Huygens, a luz apresenta comportamento tanto de onda, quanto de partícula. III. ( ) A partir da Física Quântica, compreende-se que a luz pode apresentar tanto comportamento corpuscular, quanto de onda. IV. ( ) Isaac Newton defendia que a luz possui natureza ondulatória. V. ( ) Christiaan Huygens, defendeu a hipótese de que a luz apresenta comportamento puramente ondulatório. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 10.0 A F-V-V-V-F B V-F-F-F-V C F-V-F-V-F D F-F-V-V-V E V-F-V-F-V Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! "(I) A natureza da luz foi o foco de muitas pesquisas durante o século XVII. (II) Newton defendia sua natureza corpuscular, mas outros pesquisadores, entre eles Huygens, argumentavam que a luz seria proveniente de vibrações que ocorrem no meio, assim como o som. [...] A resposta a essa situação proveio de Einstein, quando propôs que a luz tem natureza dual, ou seja, ela não é apenas formada por partículas e também não se caracteriza apenas por se propagar como uma onda: as duas características constituem sua natureza." (livro-base, p.21-24) Questão 3/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "No início do século XIX, Lavoisier demonstrou a importância de desenvolver leis químicas quantitativas e enunciou o principio de conservação das massas, segundo o qual, durante o processo químico, ocorrem transformações das substâncias reagentes em outras substâncias sem que haja perdas nem ganhos de matéria. Desse modo, todos os átomos das substâncias reagentes devem ser encontrados nas moléculas dos produtos, nas quais eles estão combinados de outra forma. Lavoisier também propôs que deve ocorrer uma conservação das cargas elétricas e que a carga total dos produtos deve ser igual à carga total dos reagentes." 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. 30. Considerando o fragmento de texto introduzindo a importância de Lavoisier 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. Propôs que o oxigênio é um dos elementos que constituem o ar. II. Afirmou que a quantidade decalor necessária para decompor uma substância é a mesma que ela libera durante sua formação. III. Provou empiricamente que a matéria não é formada pelos quatro elementos (ar, água, terra e fogo), mas por átomos. IV. Batizou o elemento Hidrogênio. V. Publicou a primeira versão da organização dos elementos químicos na forma da tabela periódica. As afirmativas que correspondem a contribuições de Lavoisier para a química são, somente: Nota: 10.0 A II, III e IV B I, II e III C I, IV e V D I, II e IV Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! "O cientista irlandês Robert Boyle [...] provou empiricamente que a matéria não é formada pelos quatro elementos (água, ar, fogo e terra), e sim por átomos e suas combinações.[...]Entre as principais descobertas experimentais e contribuições de Lavoisier para a química, destacam-se: A quantidade de calor (Q) necessária para decompor uma substância é a mesma que ela libera durante sua formação. Oxigênio (O): Lavoisier propôs que esse elemento constitui o ar, sendo o material essencial para a respiração animal, para a queima de um combustível (combustão) e para as oxidações. A proposta de que o oxigênio é fundamental para a combustão foi responsável por invalidar a teoria do flogisto. Hidrogênio (H): esse nome significa, em grego, 'gerador de água”. A sugestão dessa nomenclatura veio da constatação de que, durante a combustão, o hidrogênio combina-se com o oxigênio, formando a água." (livro-base, p.29-31). "Em 1869, o quimico Dmitri Mendeleev apresentou à Sociedade Química da Rússia uma tabela periódica na qual organizara os elementos químicos com base em experimentos que permitiam medir suas propriedades químicas e físicas" (livro-base, p.32). E III, IV e V Questão 4/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "As tentativas iniciais de ordenação das substâncias elementares surgiram no século XVIII e se basearam nas características e propriedades que as substâncias elementares demonstravam, pois não era conhecida a descontinuidade da matéria, uma vez que a Química ainda estava em um nível macroscópico, foi então que Lavoisier mostra uma tabela com 33 substâncias elementares no seu famoso livro Tratado Elementar de Química, em seguida a comissão composta por: Louis-Bernard Guyton (1737-1816), Claude - Louis Berthollet (1748-1822), Antoine Fourcroy (1755-1809) e Lavoisier (1743-1794), entre outros publicaram em 1787, em Paris, a “Méthode de Nomenclature Chimique” Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: OLIVEIRA, V. B., BORALHO P. O., ALMEIDA JR. R. N. F., MASCARENHAS, M. A., COSTA D, Tabela periódica: Uma tecnologia Educacional Histórica. Revista Eletrônica Debates em Educação Científica e Tecnológica, ISSN 2236-2150 – V. 05, N. 04, p. 168-186, Dezembro, 2015 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 proposições a respeito da tabela periódica: I. Foram necessários diversos cientistas para aprimorar a tabela periódica desenvolvida inicialmente por Dimitri Mendeleev, que já continha elementos a serem descobertos. PORQUE II. Dada a dificuldade da organização dos elementos, foram desenvolvidas tabelas periódicas em formatos curiosos, como a espiral de Heinrich Baumhauer. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 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. Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! "A tabela que conhecemos hoje é diferente da proposta por Mendeleev em relação â organização e à quantidade de elementos. Muitos modelos foram propostos no decorrer do tempo, e um exemplo que ganhou destaque foi o de Heinrich Baumhauer, publicado em 1870. Nesse modelo, o átomo de hidrogênio ocupa o centro da tabela, a organização é uma espiral crescente de acordo com o crescimento da massa atômica, e os elementos que estão no mesmo raio apresentam propriedades comuns." livro-base, p.33. E As asserções I e II são proposições falsas. Questão 5/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "[...]Heisenberg se dedica a mostrar que embora para cada conceito mecânico tomado individualmente não haja, nem mesmo no domínio quântico, falta deexperimentos capazes de lhe conferir legitimidade física, a quantização característica desse domínio impede que a posição e o momentum possam ser determinados experimentalmente aomesmo tempo com precisão ilimitada. Para isso, Heisenberg introduz o seu famoso experimento de pensamento do microscópio de raios gama. A análise que faz é porém excessivamentequalitativa, e passa por cima de um aspecto crucial, notado por Bohr antes mesmo de o artigo ser publicado." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: CHIBENI, S. S., Certezas e incertezas sobre as relações de Heisenberg, Campinas: Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 27, n. 2, p. 181-192, 2005 https://www.unicamp.br/~chibeni/public/heisenberg.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 acerca do princípio da incerteza de Heisenberg: I. A partir do princípio da incerteza de Heisenberg, o comportamento do elétron passou a ser interpretado de uma forma determinística em vez de probabilística. II. Segundo o princípio da incerteza não é possível medir de forma simultânea a velocidade e a posição de uma partícula. III. Além da posição e momento, o princípio da incerteza pode ser aplicado a outros pares de grandezas complementares, como a energia e o tempo. IV. Do princípio da incerteza de Heisenberg, podemos concluir que o produto das incertezas de velocidade e posição deve ser igual à constante de Planck. V. O sinal "maior ou igual" no enunciado do princípio da incerteza indica que o produto das incerteza apresenta um valor máximo, o que implica que posição e momento podem ser simultaneamente incertos. Estão corretas apenas as afirmativas: Nota: 10.0 A I, III e V B I, II e V C II, III e V Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! “A forma de abordagem em relação à interpretação do comportamento do elétron deixou de ser determinística, passando a ser probabilística." livro-base, p. 220 “Heisenberg sugeriu que a posição x e a quantidade de movimento p são grandezas complementares, assim como a energia E e o tempo t.” livro-base, p. 97. A equação Δx⋅Δp≥ℏ/2, (livro-base, p. 97) indica que a incerteza na posição Δx deve aumentar com a diminuição da incerteza no momento Δp (ou vice-versa), uma vez que o produto de ambas não pode ultrapassar a constante ℏ/2. D I, II e IV E III, IV e V Questão 6/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "O espectro eletromagnético é o intervalo completo de todas as possíveis frequências de radiação eletromagnética. Ele se estende desde as frequências mais baixas até a radiação gama. De acordo com a energia associada, o tipo de radiação de determinada faixa do espectro é classificado como ionizante ou não ionizante. Radiações ionizantes apresentam a possibilidade de ionizar a matéria, ou seja, separar elétrons de átomos e moléculas, o que é possível apenas nas faixas mais altas do espectro. Por outro lado, as radiações nas faixas de frequência mais baixas não apresentam essa característica e são classificadas como não ionizantes." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: RODRIGUES L. F., Uma Abordagem Para Monitoração, Análise e Controle de Medições deRadiação Não Ionizante. Porto Alegre: URFGS, 2016, https://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/151029/001009810.pdf?sequence=1.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 espectro eletromagnético: I. Os raios x são, assim como a radiação gama, capazes de atravessar alguns tecidos do corpo humano. II. Todas as ondas do espectro elétromagnético se propagam na velocidade da luz. III. Os raios ultravioleta são mais energéticos que os raios gama, dado que sua frequência é menor. IV. Os raios infravermelhos possuem maior energia quando comparados aos raios ultravioleta. V. As ondas de radio são menos energéticas que os raios ultravioleta. Estão corretas apenas as afirmativas: Nota: 10.0 A II, III e V B I, II e V Você assinalou essa alternativa (B) Você acertou! “(IV) o infravermelho tem uma menor energia quando comparado ao ultravioleta. Após essa descoberta, Johann Wilhelm Ritter estudou a outra extremidade do espectro visível e percebeu a existência de raios de luz invisíveis e capazes de provocar reações químicas. Por esse motivo, ele os nomeou raios químicos. O comportamento desses raios é semelhante ao dos raios de luz violeta visíveis, mas os raios químicos estão além deles no espectro. Posteriormente, esses raios foram renomeados e chamados de radiação ultravioleta. [...](V) Maxwell previu também ondas com frequências muito baixas quando comparadas ao infravermelho. (II) A fim de provar e detectar essas radiações de baixa frequência, Heinrich Rudolf Hertz construiu um aparelho que hoje chamamos de ondas de rádio. Ele encontrou as ondas e mediu seu comprimento e sua frequência, constatando, então, que elas viajam à velocidade da luz; demonstrou ainda que elas podem ser refletidas e refratadas da mesma forma que a luz. (I) O próximo componente do espectro eletromagnético foi descoberto por Wilhelm Röntgen durante um experimento com um tubo com vácuo sujeito a alta voltagem. Ele chamou essa nova radiação de raios X. Seu trabalho mostrou que esse tipo de radiação é capaz de atravessar partes do corpo humano, como a pele e os órgãos, mas é refletido ou parado por materiais densos, como os ossos. [...] um novo tipo de radiação, [...] (III) raios gama […] seu comportamento indicou que eles são mais penetrantes que as outras.” livro-base, p. 60-63 Assim, o texto afirma de forma implícita que: Energia das ondas de rádio < Energia do infravermelho < Energia da luz visível < Energia do Ultravioleta < Energia dos Raios X < Energia dos raios gama, todas radiações eletromagnéticas que se propagam na velocidade da luz. C I, II e III D III e IV E I, IV e V Questão 7/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Anos depois de Einstein afirmar que a luz é constituída de partículas, Arthur Holly Compton, em 1923, realizou testes que ficaram conhecidos como experiências de Compton. Nos experimentos realizados por ele, um feixe de raios X com comprimento de onda (?) incidia em um alvo de grafite. O objetivo era medir a intensidade dos raios X espalhados em função de seu comprimento de onda, considerando-se vários ângulos de incidência para, então, determinar as medidas de dispersão. Os resultados obtidos mostraram que, mesmo com o comprimento de onda (?) do raio X incidente sendo fixo, apenas alguns dos raios X espalhados apresentavam o comprimento de onda incidente, enquanto outros tinham comprimento de onda maior que o dos raios X espalhados." 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. 56 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 respeito dos experimentos de Compton a seguir e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Em seus experimentos, Compton constatou que o comprimento da onda espalhada tinha tamanho menor que o comprimento de onda incidente. II. ( ) Compton chegou à conclusão de que a alteração no comprimento de onda em seu experimento não pode ser explicado usando uma onda eletromagnética clássica. III. ( ) A alteração do comprimento de onda se deve, segundo Compton e Debye, à colisão dos fótons com elétrons livres do alvo e a transferência de parte de sua energia. IV. ( ) Os experimentos de Compton apontaram um espalhamento de radiação com comprimento de onda diferente da incidente e fótons com maior energia quando comparada à original. V. ( ) No experimento realizado por Compton o comprimento de onda dos fótons incidentes ocorre devido à função trabalho. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 10.0 A F-V-F-V-F B V-F-F-F-V C F-V-V-F-F Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! I-F; II-V; III-V; IV-F; V-F “(I) Em seu estudo, Compton denominou o comprimento de onda espalhado (com tamanho maior que o comprimento de onda incidente) de λ′ e definiu que sua ocorrência é maior que a do comprimento de onda incidente em uma quantidade Δλ. [...] (II) Ao analisar os resultados obtidos por meio de seus experimentos, Compton chegou à conclusão de que o comprimento de onda λ′ não pode ser explicado considerando-se a propagação do raio X como uma onda eletromagnética clássica. [...] (III) Arthur Compton e Peter Debye, de forma independente, interpretaram os resultados desses experimentos propondo que o raio X incidente não é uma onda de frequência ν, e sim um conjunto de fótons com energia E=hν. Assim, os fótons emitidos pelo raio X colidem com os elétrons livres do alvo e transferem energia por meio dessas colisões. (IV)Ao colidir com os elétrons, o fóton transfere parte de sua energia para eles, de modo que, após o espalhamento, sua energia passa a ser E' (menor que E inicial).” livro-base, p. 56-59. (V) Do livro-base, p. 44, a Função trabalho se refere ao efeito fotoelétrico, não ao Compton. D V-F-V-F-V E F-F-V-V-F Questão 8/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "O modelo de Schrödinger aplicado ao átomo de hidrogênio é obtido considerando-se a equação de onda que descreve o comportamento de um elétron girando em torno de um próton e a força de atração que resulta da interação da atração elétrica entre eles. A resolução é matematicamente complexa e é empregada para obter a equação de onda ?. Os cálculos realizados para o átomo de hidrogênio levam em conta o conceito de orbital como uma região do espaço em que é mais provável encontrar um elétron, em contraposição à ideia de Bohr, que previu um lugar específico para as órbitas. Os números quânticos (n, l, m) associados ao elétron são utilizados para determinar o orbital que ele ocupa e seu nível de energia." 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. 101. 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 número quântico principal (n) está relacionado à distância do orbital ao núcleo do átomo. II. O número quântico definido pela direção espacial do orbital pode assumir valores inteiros de 0 a n - 1. III. O número quântico vinculado ao formato do orbital pode assumir valores associado às letras s, p, d, f, g, h... IV. O número quântico n pode assumir valores inteiros a partir de 0. V. O número quântico m pode assumir valores inteiros de 0 a l. Estão corretas apenas as afirmativas: Nota: 10.0 A II e IV B I e V C II e III D I e III Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! Para cada um dos números quânticos, admite-se que seus valores estejam entre os intervalos mostrados a seguir: * (IV) n=1,2,3,... * (II) l=0,1,2,3,...,n-1 * (V) m=-l,-l+1,...,l-1,l A geometria dos orbitais é definida pelo númeroquântico, de modo que: * (I) n define a distância do orbital ao núcleo do átomo; * l define o formato do orbital; * m define a direção espacial do orbital. Vinculados aos valores do número quântico principal n, temos as camadas representadas pelas letras K (n=1), L (n=2), M (n=3), e assim por diante. (III) Já os valores do número quântico orbital l são conhecidos como subníveis e associados às letras: * l=1? s = sharp * l=2? p = principal * l=3? d = diffuse * l=4? f = fundamental A partir de l = 5, segue-se a ordem alfabética: l=5?g; l=6?h, e assim por diante. (Livro-base, p. 101-102) E II e V Questão 9/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Alguns elétrons podem ser ejetados com uma energia cinética em torno de zero e outros com energia cinética máxima, dependendo da região de onde os elétrons são extraídos. Assim, a conservação da energia estabelece que: Kmax=E-F, o Kmax é a energia cinética máxima do fotoelétron ejetado, E é a energia fornecida pela radiação e F representa a chamada função trabalho, quantidade de energia necessária para extrair o elétron do material." Observe a Tabela: Elemento F(eV) Cádmio (Cd) 4,08 Carbono (C) 5 Cério (Ce) 2,59 Cobalto (Co) 5 Gadolínio (Gd) 2,9 Manganês (Mn) 4,1 Rubídio (Rb) 2,261 Térbio (Tb) 3 Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: CABRAL, J. C., Efeito Fotoelétrico : uma abordagem a partir do estudo de circuitos elétricos. Lavras : UFLA, 2015, p. 22. Já os dados da tabela foram retirados de HAYNES, W. M. (Ed.), CRC handbook of chemistry and physics, 95ª ed., Oakville, MO: Apple Academic Press, 2014 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 efeito fotoelétrico e a função trabalho: 1. Um fóton de ultravioleta com 9 eV sobre uma superfície de cobalto 2. Um fóton de raios-x com 1,24 keV sobre uma superfície de cádmio 3. Um fóton de ultravioleta com 8 eV sobre uma superfície de térbio 4. Um fóton de radiação gama com 41 keV sobre uma superfície de manganês 5. Um fóton de ultravioleta com 7 eV sobre uma superfície de carbono 6. Um fóton de luz visível com 2,49 eV sobre uma superfície de rubídio Agora, assinale a alternativa que apresenta os processos listados em ordem CRESCENTE de energia cinética dos elétrons ejetados devido aos fótons: Nota: 10.0 A 6-4-2-1-3-5 B 5-6-1-3-2-4 C 4-2-3-1-5-6 Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! Segundo o livro-base (p.44), a energia do fóton no efeito fotoelétrico é dada por: Ec=hν−Φ onde h=6.626⋅10−34 J\cdot s é a constante de Planck, ν é a frequência do fóton incidente e Φ é a função trabalho temos que, para cada caso: 1. hν=9 eV, Φ=5 eV. Assim: Ec=hν−Φ Ec=9−5⇒Ec=4 eV 2. hν=1,24 keV=1240 eV, Φ=4 eV. Assim: Ec=hν−Φ Ec=1240−4,08⇒Ec=1236 eV 3. hν=8 eV, Φ=3 eV. Assim: Ec=hν−Φ Ec=8−3⇒Ec=5 eV 4. hν=41 keV, Φ=4,1 eV. Assim: Ec=hν−Φ Ec=41000−4,1⇒Ec=40,996 keV 5. hν=7 eV, Φ=5 eV. Assim: Ec=hν−Φ Ec=7−5⇒Ec=2 eV 6. hν=2,49 eV, Φ=2,261 eV. Assim: Ec=hν−Φ Ec=2,49−2,261⇒Ec=0,229 eV Uma vez que 40006>1236>5>4>2>0,229, a ordem fica: 4, 2, 3, 1, 5, 6. D 3-1-2-4-6-5 E 4-6-5-1-2-3 Questão 10/10 - Química Quântica Os estudos anteriores ao século XX sempre apontaram um comportamento distinto de partículas, caracterizadas por posições e velocidades e ondas, como as ondas eletromagnéticas que possuem comprimento de onda (?) e frequência (?) inversamente proporcionais e ligados pela velocidade da luz (c) através da relação ?=c?. Assim, um dos aspectos mais fascinantes da Mecânica Quântica é a dualidade onda partícula das ondas eletromagnéticas, onde essas características “coexistem”. O fóton, um pequeno “pacote de onda”, possui comportamento de partícula e sua energia (E) é proporcional ao comprimento de onda (?) a partir da relação E=h?, onde h é a constante de Planck. 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 das ondas eletromagnéticas: 1. Os Raios-X aplicados na medicina diagnóstica. 2. A radiação ultravioleta utilizada na esterilização de materiais cirúrgicos. 3. As Micro-ondas usadas em redes locais sem fio, como o bluetooth. 4. A radiação gama utilizada em radioterapia. 5. Os raios infravermelhos, emitidos pelo corpo humano 6. A radiação visíviel, emitida por alguns tipos de LEDs Agora, assinale a alternativa que apresenta as radiações eletromagnéticas listadas em ordem CRESCENTE de energia dos fótons: Nota: 10.0 A 4-1-2-6-5-3 Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! “A seguir, apresentamos uma breve descrição das principais radiações eletromagnéticas, elencadas do menor comprimento de onda para o maior: Radiação gama (γ) [...] Raio X [...] Ultravioleta (UV) [...] Radiação visível (luz) [...] Infravermelho (IV) [...] Micro-ondas [...] Rádio [...].” livro-base, p. 63-64. Dado que o comprimento de onda (λ) é inversamente proporcional à frequência (ν) de acordo com a relação λ=cν onde $c$ é a velocidade da luz; e a energia do fóton (E) é proporcional à frequência (ν) de E=hν onde $h$ é a constante de Planck, a ordem fica na sequência apresentada acima e, portanto: (energia dos fótons de raios gama-4) > (energia dos fótons de raios x-1) > (energia dos fótons de UV-2) > (energia dos fótons de radiação visível-6) >(energia dos raios infravermelhos-5) > (energia dos fótons de micro-ondas-3). B 1-6-3-5-4-2 C 5-6-3-2-4-1 D 4-2-6-3-5-1 E 3-6-4-1-5-2 Questão 1/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "No início do século XIX, Lavoisier demonstrou a importância de desenvolver leis químicas quantitativas e enunciou o principio de conservação das massas, segundo o qual, durante o processo químico, ocorrem transformações das substâncias reagentes em outras substâncias sem que haja perdas nem ganhos de matéria. Desse modo, todos os átomos das substâncias reagentes devem ser encontrados nas moléculas dos produtos, nas quais eles estão combinados de outra forma. Lavoisier também propôs que deve ocorrer uma conservação das cargas elétricas e que a carga total dos produtos deve ser igual à carga total dos reagentes." 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. 30. Considerando o fragmento de texto introduzindo a importância de Lavoisier 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. Propôs que o oxigênio é um dos elementos que constituem o ar. II. Afirmou que a quantidade de calor necessária para decompor uma substância é a mesma que ela libera durante sua formação. III. Provou empiricamente que a matéria não é formada pelos quatro elementos (ar, água, terra e fogo), mas por átomos. IV. Batizou o elemento Hidrogênio. V. Publicou a primeira versão da organização dos elementos químicos na forma da tabela periódica. As afirmativas que correspondem a contribuições de Lavoisier para a química são, somente: Nota: 10.0 A II, III e IV B I, II e III C I, IV e V D I, II e IV Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! "O cientista irlandês Robert Boyle [...] provou empiricamente que a matéria não é formada pelos quatro elementos (água, ar, fogo e terra), e sim por átomos e suas combinações.[...]Entre as principais descobertas experimentais e contribuições de Lavoisier para a química, destacam-se: A quantidade de calor (Q) necessária para decompor uma substância é a mesma que ela libera durante sua formação. Oxigênio (O): Lavoisier propôs que esse elemento constitui o ar, sendo o material essencial para a respiração animal, para a queima de um combustível (combustão) e paraas oxidações. A proposta de que o oxigênio é fundamental para a combustão foi responsável por invalidar a teoria do flogisto. Hidrogênio (H): esse nome significa, em grego, 'gerador de água”. A sugestão dessa nomenclatura veio da constatação de que, durante a combustão, o hidrogênio combina-se com o oxigênio, formando a água." (livro-base, p.29-31). "Em 1869, o quimico Dmitri Mendeleev apresentou à Sociedade Química da Rússia uma tabela periódica na qual organizara os elementos químicos com base em experimentos que permitiam medir suas propriedades químicas e físicas" (livro-base, p.32). E III, IV e V Questão 2/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "As tentativas iniciais de ordenação das substâncias elementares surgiram no século XVIII e se basearam nas características e propriedades que as substâncias elementares demonstravam, pois não era conhecida a descontinuidade da matéria, uma vez que a Química ainda estava em um nível macroscópico, foi então que Lavoisier mostra uma tabela com 33 substâncias elementares no seu famoso livro Tratado Elementar de Química, em seguida a comissão composta por: Louis-Bernard Guyton (1737-1816), Claude - Louis Berthollet (1748-1822), Antoine Fourcroy (1755-1809) e Lavoisier (1743-1794), entre outros publicaram em 1787, em Paris, a “Méthode de Nomenclature Chimique” Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: OLIVEIRA, V. B., BORALHO P. O., ALMEIDA JR. R. N. F., MASCARENHAS, M. A., COSTA D, Tabela periódica: Uma tecnologia Educacional Histórica. Revista Eletrônica Debates em Educação Científica e Tecnológica, ISSN 2236-2150 – V. 05, N. 04, p. 168-186, Dezembro, 2015 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 proposições a respeito da tabela periódica: I. Foram necessários diversos cientistas para aprimorar a tabela periódica desenvolvida inicialmente por Dimitri Mendeleev, que já continha elementos a serem descobertos. PORQUE II. Dada a dificuldade da organização dos elementos, foram desenvolvidas tabelas periódicas em formatos curiosos, como a espiral de Heinrich Baumhauer. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 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. Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! "A tabela que conhecemos hoje é diferente da proposta por Mendeleev em relação â organização e à quantidade de elementos. Muitos modelos foram propostos no decorrer do tempo, e um exemplo que ganhou destaque foi o de Heinrich Baumhauer, publicado em 1870. Nesse modelo, o átomo de hidrogênio ocupa o centro da tabela, a organização é uma espiral crescente de acordo com o crescimento da massa atômica, e os elementos que estão no mesmo raio apresentam propriedades comuns." livro-base, p.33. E As asserções I e II são proposições falsas. Questão 3/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "O modelo de Schrödinger aplicado ao átomo de hidrogênio é obtido considerando-se a equação de onda que descreve o comportamento de um elétron girando em torno de um próton e a força de atração que resulta da interação da atração elétrica entre eles. A resolução é matematicamente complexa e é empregada para obter a equação de onda ?. Os cálculos realizados para o átomo de hidrogênio levam em conta o conceito de orbital como uma região do espaço em que é mais provável encontrar um elétron, em contraposição à ideia de Bohr, que previu um lugar específico para as órbitas. Os números quânticos (n, l, m) associados ao elétron são utilizados para determinar o orbital que ele ocupa e seu nível de energia." 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. 101. 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 número quântico principal (n) está relacionado à distância do orbital ao núcleo do átomo. II. O número quântico definido pela direção espacial do orbital pode assumir valores inteiros de 0 a n - 1. III. O número quântico vinculado ao formato do orbital pode assumir valores associado às letras s, p, d, f, g, h... IV. O número quântico n pode assumir valores inteiros a partir de 0. V. O número quântico m pode assumir valores inteiros de 0 a l. Estão corretas apenas as afirmativas: Nota: 10.0 A II e IV B I e V C II e III D I e III Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! Para cada um dos números quânticos, admite-se que seus valores estejam entre os intervalos mostrados a seguir: * (IV) n=1,2,3,... * (II) l=0,1,2,3,...,n-1 * (V) m=-l,-l+1,...,l-1,l A geometria dos orbitais é definida pelo número quântico, de modo que: * (I) n define a distância do orbital ao núcleo do átomo; * l define o formato do orbital; * m define a direção espacial do orbital. Vinculados aos valores do número quântico principal n, temos as camadas representadas pelas letras K (n=1), L (n=2), M (n=3), e assim por diante. (III) Já os valores do número quântico orbital l são conhecidos como subníveis e associados às letras: * l=1? s = sharp * l=2? p = principal * l=3? d = diffuse * l=4? f = fundamental A partir de l = 5, segue-se a ordem alfabética: l=5?g; l=6?h, e assim por diante. (Livro-base, p. 101-102) E II e V Questão 4/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "O espectro eletromagnético é o intervalo completo de todas as possíveis frequências de radiação eletromagnética. Ele se estende desde as frequências mais baixas até a radiação gama. De acordo com a energia associada, o tipo de radiação de determinada faixa do espectro é classificado como ionizante ou não ionizante. Radiações ionizantes apresentam a possibilidade de ionizar a matéria, ou seja, separar elétrons de átomos e moléculas, o que é possível apenas nas faixas mais altas do espectro. Por outro lado, as radiações nas faixas de frequência mais baixas não apresentam essa característica e são classificadas como não ionizantes." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: RODRIGUES L. F., Uma Abordagem Para Monitoração, Análise e Controle de Medições deRadiação Não Ionizante. Porto Alegre: URFGS, 2016, https://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/151029/001009810.pdf?sequence=1. 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 espectro eletromagnético: I. Os raios x são, assim como a radiação gama, capazes de atravessar alguns tecidos do corpo humano. II. Todas as ondas do espectro elétromagnético se propagam na velocidade da luz. III. Os raios ultravioleta são mais energéticos que os raios gama, dado que sua frequência é menor. IV. Os raios infravermelhos possuem maior energia quando comparados aos raios ultravioleta. V. As ondas de radio são menos energéticas que os raios ultravioleta. Estão corretas apenas as afirmativas: Nota: 10.0 A II, III e V B I, II e V Você assinalou essa alternativa (B) Você acertou! “(IV) o infravermelho tem uma menor energia quando comparado ao ultravioleta. Após essa descoberta, Johann Wilhelm Ritter estudou a outra extremidade do espectro visível e percebeu a existência de raios de luz invisíveis e capazes de provocar reações químicas. Por esse motivo, ele os nomeou raios químicos. O comportamento desses raios é semelhante aodos raios de luz violeta visíveis, mas os raios químicos estão além deles no espectro. Posteriormente, esses raios foram renomeados e chamados de radiação ultravioleta. [...](V) Maxwell previu também ondas com frequências muito baixas quando comparadas ao infravermelho. (II) A fim de provar e detectar essas radiações de baixa frequência, Heinrich Rudolf Hertz construiu um aparelho que hoje chamamos de ondas de rádio. Ele encontrou as ondas e mediu seu comprimento e sua frequência, constatando, então, que elas viajam à velocidade da luz; demonstrou ainda que elas podem ser refletidas e refratadas da mesma forma que a luz. (I) O próximo componente do espectro eletromagnético foi descoberto por Wilhelm Röntgen durante um experimento com um tubo com vácuo sujeito a alta voltagem. Ele chamou essa nova radiação de raios X. Seu trabalho mostrou que esse tipo de radiação é capaz de atravessar partes do corpo humano, como a pele e os órgãos, mas é refletido ou parado por materiais densos, como os ossos. [...] um novo tipo de radiação, [...] (III) raios gama […] seu comportamento indicou que eles são mais penetrantes que as outras.” livro-base, p. 60-63 Assim, o texto afirma de forma implícita que: Energia das ondas de rádio < Energia do infravermelho < Energia da luz visível < Energia do Ultravioleta < Energia dos Raios X < Energia dos raios gama, todas radiações eletromagnéticas que se propagam na velocidade da luz. C I, II e III D III e IV E I, IV e V Questão 5/10 - 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. 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. |?(x,t)|4 (psi (x,t)^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 ?(x)=A sin(kx) + B cos(kx). III. A partir da equação de Schrödinger é possível determinar que a energia de uma partícula no espaço livre é dada por E=h²k²/2m. 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: Nota: 10.0 A III e V B I e II e IV C I, III e V D I e IV E II, III e V Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! A equação de Schrödinger independente do tempo: -?22m?2?(x)?x2+V(x,t)?(x)=E?(x,t) pode ser aplicada ao espaço vazio com V(x)=0. A solução da mesma é dada por ?(x)=Asin(kx)+Bcos(kx) onde |?(x,t)|2 pode ser interpretado como a densidade de probabilidade da localização da partícula. Já a energia da partícula, a partir da função de onda, fica E=?2k22m. livro-base, p. 99-100. Questão 6/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "A princípio, a curiosidade e o instinto investigativo do ser humano o levaram a procurar explicações sobre a origem e a constituição do Universo. Durante séculos, os estudos realizados para encontrar essas explicações pertenceram às áreas relacionadas à filosofia e à religião, de modo que ainda não havia a classificação da física como uma ciência independente. A cisão entre essas áreas foi possibilitado pela sistematização da metodologia de pesquisa por meio da utilização do método experimental ou científico.[...] Entre os séculos XVII e XVIII, vários campos de pesquisa alcançaram um enorme progresso." 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. 16 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 que apresentam alguns eventos historicamente relevantes para a ciência: 1. Teoria ondulatória da luz de Christiaan Huygens 2. Teoria da Relatividade Restrita de Albert Einstein 3. Modelo heliocêntrico de Nicolau Copérnico 4. A concepção do calor como forma de energia 5. Conceito de átomo por Léucipo e Demócrito Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência cronológica correta de tais eventos: Nota: 10.0 A 2-1-4-5-3 B 5-4-3-1-2 C 3-4-5-2-1 D 4-5-3-2-1 E 5-3-1-4-2 Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! "Entre as muitas descobertas e produções científicas que surgiram nesse contexto histórico, podemos destacar o conceito de átomo, estudado por Léucipo e Demócrito por volta de 400 a.C." (livro-base, p.17). O modelo heliocêntrico foi proposto por Nicolau Copérnico no século XVI (livro-base, p.17); a teoria ondulatória de Christiaan Huygens foi proposta entre os séculos XVII e XVIII (livro-base, p.18); "A partir do fim do século XVIII e ao longo do século XIX, houve um grande avanço nas investigações sobre termodinâmica. [...] Benjamin Thompson, ao observar a perfuração de canos de canhões, percebeu que eles se aqueciam e, então, constatou que o calor pode ser produzido por meio do atrito, tornando-se, por isso, o primeiro a analisar a equivalente mecânica do calor. Após a constatação de Thompson, passou-se a conceber o calor como uma forma de energia, e até hoje o definimos assim."(livro-base, p.19); "a fisica moderna e a física quântica, que tiveram seu apogeu de desenvolvimento nos séculos XIX e XX [...] Na mesma época, Albert Einstein publicou a teoria darelatividade restrita,"(livro-base, p.19-20). Questão 7/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "O experimento de SG consiste em fazer um feixe de átomos (originalmente átomos de prata) passar por um campo magnético não-homogêneo produzido por um ímã, e analisar a deposição desses átomos em uma placa coletora na saída do ímã [...]. Curiosamente, observa-se que aproximadamente metade dos átomos deposita-se numa extremidade da placa e a outra metade na posição simetricamente oposta, não se registrando praticamente nenhum átomo em qualquer posição intermediária. Do ponto de vista da física clássica, esta divisão do feixe em duas componentes é bastante estranha e difícil de explicar." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: GERSON G. G., PIETROCOLA M., O experimento de Stern-Gerlach e o spin do elétron: um exemplo de quasi-história. Revista Brasileira de Ensino de Física [online]. 2011, v. 33, n. 2 https://doi.org/10.1590/S1806-11172011000200019 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 experimento de Stern-Gerlach a seguir e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Por ser uma característica intrínseca da matéria, o spin e seu número quântico surgem como resultado da equação de Schrödinger. II. ( ) O experimento de Stern-Gerlach original, usando átomos de prata, resulta em dois pontos separados indicando os spins up e down. III. ( ) A partir do experimento de Stern-Gerlach foi possível compreenderque o momento magnético intrínseco dos elétrons, chamado de spin, é quantizado. IV. ( ) O experimento de Stern-Gerlach foi realizado usando átomos de prata devido ao momento magnético intrínseco de um elétron da eletrosfera. V. ( ) Uma conclusão do experimento de Stern-Gerlach é a de que os elétrons possuem momento magnético com valores entre -h/2 e +h/2. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 10.0 A F-F-V-V-V B F-V-F-V-V C V-F-V-V-F D F-V-V-V-F Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! “Os resultados experimentais mostraram que, ao contrário da ideia de que os elétrons poderiam ser descritos como uma de barra de ímãs comuns, essas partículas exibem duas orientações possíveis: no mesmo sentido do campo magnético ou em sentido contrário a ele.[...] (III.-V e V.-F) Ou seja, ocorre uma quantização da componente associada ao momento de dipolo magnético.[...] (I.-F) Os resultados obtidos, embora pudessem ser descritos muito bem de forma teórica, esbarravam no empecilho de não serem totalmente descritos de forma matemática por meio da equação de Schrödinger. [...] Em 1927, Thomas Erwin Phipps e John Bryan Taylor aplicaram a técnica de Stern-Gerlach modificando os átomos do feixe, com hidrogênio em vez de prata.[...] (II.-V e IV.-V) obtiveram o mesmo resultado de Stern-Gerlach: o feixe continuava separando-se em duas componentes defletidas simetricamente em relação à direção do feixe” livro-base, p.104-106. E V-F-F-V-F Questão 8/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Anos depois de Einstein afirmar que a luz é constituída de partículas, Arthur Holly Compton, em 1923, realizou testes que ficaram conhecidos como experiências de Compton. Nos experimentos realizados por ele, um feixe de raios X com comprimento de onda (?) incidia em um alvo de grafite. O objetivo era medir a intensidade dos raios X espalhados em função de seu comprimento de onda, considerando-se vários ângulos de incidência para, então, determinar as medidas de dispersão. Os resultados obtidos mostraram que, mesmo com o comprimento de onda (?) do raio X incidente sendo fixo, apenas alguns dos raios X espalhados apresentavam o comprimento de onda incidente, enquanto outros tinham comprimento de onda maior que o dos raios X espalhados." 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. 56 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 respeito dos experimentos de Compton a seguir e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Em seus experimentos, Compton constatou que o comprimento da onda espalhada tinha tamanho menor que o comprimento de onda incidente. II. ( ) Compton chegou à conclusão de que a alteração no comprimento de onda em seu experimento não pode ser explicado usando uma onda eletromagnética clássica. III. ( ) A alteração do comprimento de onda se deve, segundo Compton e Debye, à colisão dos fótons com elétrons livres do alvo e a transferência de parte de sua energia. IV. ( ) Os experimentos de Compton apontaram um espalhamento de radiação com comprimento de onda diferente da incidente e fótons com maior energia quando comparada à original. V. ( ) No experimento realizado por Compton o comprimento de onda dos fótons incidentes ocorre devido à função trabalho. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 10.0 A F-V-F-V-F B V-F-F-F-V C F-V-V-F-F Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! I-F; II-V; III-V; IV-F; V-F “(I) Em seu estudo, Compton denominou o comprimento de onda espalhado (com tamanho maior que o comprimento de onda incidente) de λ′ e definiu que sua ocorrência é maior que a do comprimento de onda incidente em uma quantidade Δλ. [...] (II) Ao analisar os resultados obtidos por meio de seus experimentos, Compton chegou à conclusão de que o comprimento de onda λ′ não pode ser explicado considerando-se a propagação do raio X como uma onda eletromagnética clássica. [...] (III) Arthur Compton e Peter Debye, de forma independente, interpretaram os resultados desses experimentos propondo que o raio X incidente não é uma onda de frequência ν, e sim um conjunto de fótons com energia E=hν. Assim, os fótons emitidos pelo raio X colidem com os elétrons livres do alvo e transferem energia por meio dessas colisões. (IV)Ao colidir com os elétrons, o fóton transfere parte de sua energia para eles, de modo que, após o espalhamento, sua energia passa a ser E' (menor que E inicial).” livro-base, p. 56-59. (V) Do livro-base, p. 44, a Função trabalho se refere ao efeito fotoelétrico, não ao Compton. D V-F-V-F-V E F-F-V-V-F Questão 9/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Alguns elétrons podem ser ejetados com uma energia cinética em torno de zero e outros com energia cinética máxima, dependendo da região de onde os elétrons são extraídos. Assim, a conservação da energia estabelece que: Kmax=E-F, o Kmax é a energia cinética máxima do fotoelétron ejetado, E é a energia fornecida pela radiação e F representa a chamada função trabalho, quantidade de energia necessária para extrair o elétron do material." Observe a Tabela: Elemento F(eV) Cádmio (Cd) 4,08 Carbono (C) 5 Cério (Ce) 2,59 Cobalto (Co) 5 Gadolínio (Gd) 2,9 Manganês (Mn) 4,1 Rubídio (Rb) 2,261 Térbio (Tb) 3 Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: CABRAL, J. C., Efeito Fotoelétrico : uma abordagem a partir do estudo de circuitos elétricos. Lavras : UFLA, 2015, p. 22. Já os dados da tabela foram retirados de HAYNES, W. M. (Ed.), CRC handbook of chemistry and physics , 95ª ed., Oakville, MO: Apple Academic Press, 2014 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 efeito fotoelétrico e a função trabalho: 1. Um fóton de ultravioleta com 9 eV sobre uma superfície de cobalto 2. Um fóton de raios-x com 1,24 keV sobre uma superfície de cádmio 3. Um fóton de ultravioleta com 8 eV sobre uma superfície de térbio 4. Um fóton de radiação gama com 41 keV sobre uma superfície de manganês 5. Um fóton de ultravioleta com 7 eV sobre uma superfície de carbono 6. Um fóton de luz visível com 2,49 eV sobre uma superfície de rubídio Agora, assinale a alternativa que apresenta os processos listados em ordem CRESCENTE de energia cinética dos elétrons ejetados devido aos fótons: Nota: 10.0 A 6-4-2-1-3-5 B 5-6-1-3-2-4 C 4-2-3-1-5-6 Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! Segundo o livro-base (p.44), a energia do fóton no efeito fotoelétrico é dada por: Ec=hν−Φ onde h=6.626⋅10−34 J\cdot s é a constante de Planck, ν é a frequência do fóton incidente e Φ é a função trabalho temos que, para cada caso: 1. hν=9 eV, Φ=5 eV. Assim: Ec=hν−Φ Ec=9−5⇒Ec=4 eV 2. hν=1,24 keV=1240 eV, Φ=4 eV. Assim: Ec=hν−Φ Ec=1240−4,08⇒Ec=1236 eV 3. hν=8 eV, Φ=3 eV. Assim: Ec=hν−Φ Ec=8−3⇒Ec=5 eV 4. hν=41 keV, Φ=4,1 eV. Assim: Ec=hν−Φ Ec=41000−4,1⇒Ec=40,996 keV 5. hν=7 eV, Φ=5 eV. Assim: Ec=hν−Φ Ec=7−5⇒Ec=2 eV 6. hν=2,49 eV, Φ=2,261 eV. Assim: Ec=hν−Φ Ec=2,49−2,261⇒Ec=0,229 eV Uma vez que 40006>1236>5>4>2>0,229, a ordem fica: 4, 2, 3, 1, 5, 6. D 3-1-2-4-6-5 E 4-6-5-1-2-3 Questão 10/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Raios gama, assim como os raios X, são radiações eletromagnéticas, que não possuem carga, nem massa. Estas radiações, exatamente como a luz visível, propagam-se na forma de “pacotes” de energia, denominados fótons. Cada fóton corresponde a um valor fundamental de energia, o quantum. São bastante penetrantes e provocam ionização de forma indireta.Três efeitos, decorrentes destes tipos de radiações, podem ocorrer na interação com a matéria: o efeito fotoelétrico, o efeito Compton e a produçãode pares. A energia de cada fóton e o número atômico do material onde está penetrando é que determinam o tipo de interação predominante." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: EICHER M. L., CALVETE M. H. H., SALGADO T. D. M., Módulos para o Ensino de Radioatividade, UFRGS (AEQ), p. 21, http://www.iq.ufrgs.br/aeq/html/publicacoes/matdid/livros/pdf/radio.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 a seguir a respeito da dualidade onda-partícula da Mecânica Quântica e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Isaac Newton defendia que a luz possui natureza corpuscular. II. ( ) Segundo Christiaan Huygens, a luz apresenta comportamento tanto de onda, quanto de partícula. III. ( ) A partir da Física Quântica, compreende-se que a luz pode apresentar tanto comportamento corpuscular, quanto de onda. IV. ( ) Isaac Newton defendia que a luz possui natureza ondulatória. V. ( ) Christiaan Huygens, defendeu a hipótese de que a luz apresenta comportamento puramente ondulatório. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 10.0 A F-V-V-V-F B V-F-F-F-V C F-V-F-V-F D F-F-V-V-V E V-F-V-F-V Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! "(I) A natureza da luz foi o foco de muitas pesquisas durante o século XVII. (II) Newton defendia sua natureza corpuscular, mas outros pesquisadores, entre eles Huygens, argumentavam que a luz seria proveniente de vibrações que ocorrem no meio, assim como o som. [...] A resposta a essa situação proveio de Einstein, quando propôs que a luz tem natureza dual, ou seja, ela não é apenas formada por partículas e também não se caracteriza apenas por se propagar como uma onda: as duas características constituem sua natureza." (livro-base, p.21-24) Questão 1/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Tendo como base os experimentos de De Broglie, prótons e elétrons, bem como qualquer outro tipo de matéria, podem apresentar comportamento ondulatório. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. De acordo com o texto acima e os demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, assinale a alternativa que apresenta o comprimento de onda de De Broglie de um próton, com massa de 1,67 x 10-27 kg, se movendo a 1,0 x 106 m/s. A 3,96 x 10-11 m B 3,96 x 10-17 m C 3,96 x 10-14 m D 3,96 x 10-15 m E 3,96 x 10-13 m Você assinalou essa alternativa (E) Questão 2/10 - Química Quântica Leia o texto a seguir: A primeira energia de ionização do lítio é 520 kJ mol-1, equivalente a 8,64 x 10-19 J por átomo. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. De acordo com o texto acima e os demais conteúdos do texto-base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule o comprimento de onda que corresponde a energia de energia 8,64 x 10-19 J. A 450 nm B 739 nm C 304 nm D 243 nm E 230 nm Você assinalou essa alternativa (E) Questão 3/10 - Química Quântica Leia o texto a seguir: O hidrogênio apresenta um conjunto de linhas em seu espectro de missão, com maior intensidade em λ� = 656 nm. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão Com base no texto acima e nos conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule a energia equivalente ao comprimento de onda λ� = 656 nm. A 3,03 x 1049 J B 6,06 x 10-19 J C 3,03 x 10-19 J Você assinalou essa alternativa (C) D 6,06 x 1049 J E 3,03 x 10-20 J Questão 4/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Por anos, estudos apresentaram divergência sobre o comportamento da radiação, que não apresentava comportamento puramente de onda ou puramente de feixe de partículas. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e os conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, assinale a alternativa que apresenta qual foi o conceito desenvolvido a partir das discussões sobre tal comportamento da radiação. A Dualidade de partícula-onda da luz. Você assinalou essa alternativa (A) B Princípio da Incerteza de Heisenberg. C Lei de Stefan-Boltzmann D Lei de Wien E Corpo Negro Questão 5/10 - Química Quântica Leia o texto a seguir: Entre os estudos envolvendo a Química Quântica, um dos mais importantes foi o do efeito fotoelétrico, que não pode ser explicado pelas teorias clássicas da ondulatória. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e os conteúdos do texto-base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, assinale a alternativa que melhor descreve o conceito do efeito fotoelétrico. A A luz provoca a excitação de um elétron da banda de valência para a banda de condução. B Provoca vibrações (liberação de fônions) em um material. C Fenômeno que consiste na emissão de elétrons de uma superfície devido à incidência de luz sobre esta superfície. Você assinalou essa alternativa (C) D Um metal sofre trabalho se deslocando a uma distância equivalente ao recebimento de uma energia de 1 J. E A superfície de um metal torna-se reflexiva e supercondutora. Questão 6/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Analisando a radiação do corpo negro, foi estabelecido empiricamente que a densidade de energia é dada pela Lei de Stefan-Boltzmann, descrita pela equação ρ� = σ�.T4. onde: é a densidade de energia total; σ� é a constante de Stefan-Boltzmann, com valor igual a 7,56 x 10-16 J.m-3.K-4; e T a temperatura, em K. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão De acordo com o texto acima e o texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, a respeito da radiação do corpo negro e sua influência sobre os estados dos átomos, calcule a densidade de energia total emitida por uma estrela a T = 6000 K. A 4,9 J m-3 B 9,8 J m-3 C 0,49 J m-3 D 0,98 J m-3 Você assinalou essa alternativa (D) E 0,25 J m-3 Questão 7/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: A Lei de Wien demonstra uma relação entre comprimento de onda de máxima emitância de uma estrela com sua temperatura, em K. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. De acordo com o texto acima e o texto-base: A radiação do corpo negro e sua influência sobre os estados dos átomos, calcule o comprimento de onda de maior emitância da estrela Antares, da constelação de Escorpião, sabendo que a temperatura de sua superfície é 3500 K. A 8,30 μ�m B 0,83 μ�m Você assinalou essa alternativa (B) C 8300 μ�m D 0,083 μ�m E 83 K Questão 8/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Tendo como base os experimentos de De Broglie, a matéria pode apresentar um comportamento característico de onda. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e os demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule o comprimento de onda de De Broglie para um caminhão, com m = 16.000 kg a v = 72 km/h (20 m/s). A 2,07 x 10-42 m B 2,07 x 10-36 m C 2,07 x 10-45 m D 2,07 x 10-39 m Você assinalou essa alternativa (D) E 2,07 x 10-33 m Questão 9/10 - Química Quântica Leia o texto a seguir: A Lei de Wien permite estipular uma correlação entre a temperatura de uma estrela, em K, com o comprimento de onda de sua máxima emitância. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e os conteúdos do texto-base: A radiação do corpo negro e sua influência sobre os estados dos átomos, sabendo que a temperatura da superfície do Sol do Sistema Solar é de cerca de 5778 K, assinale a alternativa que responde corretamente qual é o comprimento de ondade máxima emitância do Sol. A 50 μ�m B 0,05 μ�m C 0,005 μ�m D 5, μ�m E 0,50 μ�m Você assinalou essa alternativa (E) Questão 10/10 - Química Quântica Leia o texto a seguir: Os elétrons são capazes de passar de uma camada de menor energia para camadas de maior energia quando devidamente estimulados energeticamente. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Com base no texto acima e nos demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule o comprimento de onda emitido por um elétron do átomo de hidrogênio ao ser excitado do nível m = 1 até n = 2. A 98 nm B 102 nm C 229 nm D 103 nm E 121 nm Você assinalou essa alternativa (E) Questão 1/10 - Química Quântica Leia o texto a seguir: A Lei de Wien permite obtermos uma relação da temperatura de uma estrela na escala K, com o comprimento de onda de máxima emitância do astro. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e o texto-base: A radiação do corpo negro e sua influência sobre os estados dos átomos, calcule a temperatura da estrela Sirius, da constelação de Cão Maior, sabendo que sua máxima emitância se dá em um comprimento de onda próximo a 0,26 μ�m. Nota: 10.0 A 11142 K Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! De acordo com o texto base p. 4 "O valor do comprimento de onda, para qual a radiância emitida por um corpo negro é máxima, é inversamente proporcional à sua temperatura". Sendo assim: λ�máx = 2897 →→ T =2897 →→T = 2897→→ T= 11142 K T λ�máx 0,26 B 11142 °C C 1114,2 K D 1114,2 °C E 111420 K Questão 2/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Os corpos negros são um conjunto de compostos que emitem um espectro de caráter universal. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Com base no texto acima e nos conteúdos do texto base: A radiação do corpo negro e sua influência sobre os estados dos átomos, assinale a opção que melhor descreve o caráter universal do espectro de um corpo negro. Nota: 10.0 A O espectro de um corpo negro se propagará infinitamente pelo universo B Considerando-se a teoria de existência de diversos universos em um amplo multiverso, cada corpo negro terá um espectro de emissão diferente em cada universo. C O espectro de um corpo negro depende de seu formato, material e temperatura. D Independe do formato e material, e depende apenas de sua temperatura. Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! De acordo com o texto base, p.2 "O termo corpo negro diz respeito a uma classe de corpos que emitem um espectro de caráter universal, ou seja, independente do material e da forma do corpo, dependente apenas da temperatura. E Vários corpos, quando expostos a um mesmo campo magnético, emitem um mesmo espectro. Questão 3/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Tendo como base os experimentos de De Broglie, prótons e elétrons, bem como qualquer outro tipo de matéria, podem apresentar comportamento ondulatório. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. De acordo com o texto acima e os demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, assinale a alternativa que apresenta o comprimento de onda de De Broglie de um próton, com massa de 1,67 x 10-27 kg, se movendo a 1,0 x 106 m/s. Nota: 10.0 A 3,96 x 10-11 m B 3,96 x 10-17 m C 3,96 x 10-14 m D 3,96 x 10-15 m E 3,96 x 10-13 m Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! De acordo com o texto base, p. 8. "A hipótese de De Broglie era de que o comportamento dual onda-partícula da radiação também se aplicava a matéria". Podendo ser calculada de acordo com a equação, desta forma: Questão 4/10 - Química Quântica Leia o texto a seguir: Sendo motivo de discussão, muitos cientistas se perguntavam no começo do século XX sobre a composição da luz. Posteriormente, houve um consenso de que a radiação era formada por pacotes concentrados com energia quantizada. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Com base no texto acima e nos conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, assinale a opção que melhor descreve a composição da luz. Nota: 10.0 A fótons Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! "Einstein propôs que a energia radiante fosse quantizada em pacotes concentrados, que mais tarde vieram a ser chamados de fótons" (Texto base, p. 8). B elétrons C pósitrons D fônions E nêutrons Questão 5/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Tendo como base os experimentos de De Broglie, a matéria pode apresentar um comportamento característico de onda. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e os demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule o comprimento de onda de De Broglie para um caminhão, com m = 16.000 kg a v = 72 km/h (20 m/s). Nota: 10.0 A 2,07 x 10-42 m B 2,07 x 10-36 m C 2,07 x 10-45 m D 2,07 x 10-39 m Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! De acordo com o texto base, p.8 "A hipótese de De Broglie era de que o comportamento dual onda-partícula da radiação também se aplicava a matéria". Podendo ser calculado desta forma: E 2,07 x 10-33 m Questão 6/10 - Química Quântica Leia o texto a seguir: A Lei de Wien permite estipular uma correlação entre a temperatura de uma estrela, em K, com o comprimento de onda de sua máxima emitância. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e os conteúdos do texto-base: A radiação do corpo negro e sua influência sobre os estados dos átomos, sabendo que a temperatura da superfície do Sol do Sistema Solar é de cerca de 5778 K, assinale a alternativa que responde corretamente qual é o comprimento de onda de máxima emitância do Sol. Nota: 10.0 A 50 μ�m B 0,05 μ�m C 0,005 μ�m D 5, μ�m E 0,50 μ�m Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! De acordo com o texto base, p.4 "O valor do comprimento de onda, para qual a radiância emitida por um corpo negro é máxima, é inversamente proporcional à sua temperatura". Sendo assim: λ�máx = 2897 →→ λ�máx 2897 →→ λ�máx = 0,50 μ�m T 5775 Questão 7/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: De acordo com os experimentos de De Broglie, a matéria pode apresentar comportamento de onda. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. De acordo com o texto acima e com base nos demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule o comprimento de onda de De Broglie para uma pessoa, com m = 100 kg, caminhando normalmente, com v = 6 km/h (1,67 m/s). Nota: 10.0 A 3,96 x 10-36 m Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! De acordo com a hipótese de De Broglie, o comportamento dual onda-partícula da radiação também se aplicava a matéria, podendo ser calculado por meio da equação (texto base, p. 8), desta forma: B 3,96 x 10-2 m C 3,96 m D 39,6 m E 3,96 x 10-59 m Questão 8/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Tendo como base os experimentos de De Broglie, os corpos materiais podem apresentar comportamento ondulatório. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. De acordo com o texto acima e com os demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule o comprimento de onda de De Broglie para um atleta, com m = 60 kg, correndo com v = 15 km/h (4,17 m/s). Nota: 10.0 A 2,64 m B 2,64 x 10-25 m C 2,64 x 10-12 m D 2,64 x 10-40 m E 2,64 x 10-36 m Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! A hipótese de De Broglie era de que o comportamento dual onda-partícula da radiação também se aplicava a matéria, podendo ser calculado por meio da equação (texto base, p.8). Questão 9/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: O sódio apresenta uma linha deemissão amarela com um comprimento de onda correspondente a λ� = 589 nm. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e os conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule a energia equivalente ao comprimento de onda λ� = 589 nm. Nota: 10.0 A 3,37 x 10-19 J Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! Einstein supôs que a energia do pacote, ou fóton, está relacionada à sua frequência ν� pela equação E = h.ν� (texto base, p. 8). B 6,74 x 10-19 J C 3,37 x 1019 J D 3,37 x 1049 J E 3,37 x 1049 J Questão 10/10 - Química Quântica Leia o texto a seguir: Os elétrons são capazes de ser excitados de uma camada de menor energia para camadas de maior energia, quando um fóton incidente com energia o suficiente promove tal fenômeno. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão Com base no texto acima e nos conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule o comprimento de onda emitido por um elétron do átomo de hidrogênio ao ser excitado do nível m = 2 até n = 4. Nota: 10.0 A 486 nm Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! De acordo com o texto base, p.6 -7 "No caso do átomo de hidrogênio, várias equações empíricas foram propostas para descrever seu espectro atômico, portanto, o comprimento de onda pode ser calculado por meio da equação empírica" B 102 nm C 229 nm D 103 nm E 503 nm Questão 1/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Tendo como base os experimentos de De Broglie, os corpos materiais podem apresentar comportamento ondulatório. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. De acordo com o texto acima e com os demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule o comprimento de onda de De Broglie para um atleta, com m = 60 kg, correndo com v = 15 km/h (4,17 m/s). Nota: 10.0 A 2,64 m B 2,64 x 10-25 m C 2,64 x 10-12 m D 2,64 x 10-40 m E 2,64 x 10-36 m Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! A hipótese de De Broglie era de que o comportamento dual onda-partícula da radiação também se aplicava a matéria, podendo ser calculado por meio da equação (texto base, p.8). Questão 2/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Os corpos negros são um conjunto de compostos que emitem um espectro de caráter universal. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Com base no texto acima e nos conteúdos do texto base: A radiação do corpo negro e sua influência sobre os estados dos átomos, assinale a opção que melhor descreve o caráter universal do espectro de um corpo negro. Nota: 10.0 A O espectro de um corpo negro se propagará infinitamente pelo universo B Considerando-se a teoria de existência de diversos universos em um amplo multiverso, cada corpo negro terá um espectro de emissão diferente em cada universo. C O espectro de um corpo negro depende de seu formato, material e temperatura. D Independe do formato e material, e depende apenas de sua temperatura. Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! De acordo com o texto base, p.2 "O termo corpo negro diz respeito a uma classe de corpos que emitem um espectro de caráter universal, ou seja, independente do material e da forma do corpo, dependente apenas da temperatura. E Vários corpos, quando expostos a um mesmo campo magnético, emitem um mesmo espectro. Questão 3/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Todas as partículas, e não apenas os fótons, possuem comportamento ondulatório, com comprimento de onda igual à razão entre a Constante de Planck (h) e o momento linear (p) da partícula. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, assinale a alternativa que indica quem foi o cientista que estudou inicialmente esta relação, a qual prevê o comportamento ondulatório da matéria. Nota: 10.0 A De Broglie Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! De acordo com o texto base, p.8 "A hipótese de De Broglie era de que o comportamento dual onda-partícula da radiação também se aplicava a matéria". B Heisenberg C Compton D Rayleigh e Jeans E Bohr Questão 4/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: O sódio apresenta uma linha de emissão amarela com um comprimento de onda correspondente a λ� = 589 nm. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e os conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule a energia equivalente ao comprimento de onda λ� = 589 nm. Nota: 10.0 A 3,37 x 10-19 J Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! Einstein supôs que a energia do pacote, ou fóton, está relacionada à sua frequência ν� pela equação E = h.ν� (texto base, p. 8). B 6,74 x 10-19 J C 3,37 x 1019 J D 3,37 x 1049 J E 3,37 x 1049 J Questão 5/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: O efeito fotoelétrico descreve a incidência do fóton sobre uma superfície, e a remoção de um elétron quando a energia do fóton é suficientemente alta. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Com base no texto acima e demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, assinale a alternativa que descreve corretamente o que ocorre quando um fóton com energia maior que a necessária para arrancar um elétron incide sobre uma superfície metálica. Nota: 10.0 A Os demais átomos da estrutura vibram com o impacto B Os elétrons da superfície são excitados, mas não são removidos C Não ocorre nada perceptível D A energia em excesso é transferida para um fóton vizinho E O excesso de energia do fóton é convertido em energia cinética para o elétron. Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! "Quando um elétron é emitido da superfície do metal, sua energia cinética é K = h.ν� - w, sendo o primeiro termo da direita a energia do fóton incidente e w o trabalho necessário para remover os elétrons do metal. No caso de um elétron estar fracamente ligado e não havendo perdas internas, o fotoelétron vai emergir com energia cinética máxima, Kmax?" (texto base, p. 8). Questão 6/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Tendo como base os experimentos de De Broglie, a matéria pode apresentar um comportamento característico de onda. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e os demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule o comprimento de onda de De Broglie para um caminhão, com m = 16.000 kg a v = 72 km/h (20 m/s). Nota: 10.0 A 2,07 x 10-42 m B 2,07 x 10-36 m C 2,07 x 10-45 m D 2,07 x 10-39 m Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! De acordo com o texto base, p.8 "A hipótese de De Broglie era de que o comportamento dual onda-partícula da radiação também se aplicava a matéria". Podendo ser calculado desta forma: E 2,07 x 10-33 m Questão 7/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Tendo como base os experimentos de De Broglie, prótons e elétrons, bem como qualquer outro tipo de matéria, podem apresentar comportamento ondulatório. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. De acordo com o texto acima e os demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, assinale a alternativa que apresenta o comprimento de onda de De Broglie de um próton, com massa de 1,67 x 10-27 kg, se movendo a 1,0 x 106 m/s. Nota: 10.0 A 3,96 x 10-11 m B 3,96 x 10-17 m C 3,96 x 10-14 m D 3,96 x 10-15 m E 3,96 x 10-13 m Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! De acordo com o texto base, p. 8. "A hipótese de De Broglie era de que o comportamento dual onda-partícula da radiação também se aplicava a matéria". Podendo ser calculada de acordo com a equação, desta forma: Questão 8/10 - Química Quântica Leia o textoabaixo: De acordo com os experimentos de De Broglie, a matéria pode apresentar comportamento de onda. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. De acordo com o texto acima e com base nos demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule o comprimento de onda de De Broglie para uma pessoa, com m = 100 kg, caminhando normalmente, com v = 6 km/h (1,67 m/s). Nota: 10.0 A 3,96 x 10-36 m Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! De acordo com a hipótese de De Broglie, o comportamento dual onda-partícula da radiação também se aplicava a matéria, podendo ser calculado por meio da equação (texto base, p. 8), desta forma: B 3,96 x 10-2 m C 3,96 m D 39,6 m E 3,96 x 10-59 m Questão 9/10 - Química Quântica Leia o texto a seguir: O hidrogênio apresenta um conjunto de linhas em seu espectro de missão, com maior intensidade em λ� = 656 nm. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão Com base no texto acima e nos conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule a energia equivalente ao comprimento de onda λ� = 656 nm. Nota: 10.0 A 3,03 x 1049 J B 6,06 x 10-19 J C 3,03 x 10-19 J Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! De acordo com o texto base, p.8, "Einstein supôs que a energia do pacote, ou fóton, está relacionada à sua frequência ν� pela equação E = h.ν� dada pela equação" D 6,06 x 1049 J E 3,03 x 10-20 J Questão 10/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Por anos, estudos apresentaram divergência sobre o comportamento da radiação, que não apresentava comportamento puramente de onda ou puramente de feixe de partículas. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e os conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, assinale a alternativa que apresenta qual foi o conceito desenvolvido a partir das discussões sobre tal comportamento da radiação. Nota: 10.0 A Dualidade de partícula-onda da luz. Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! De acordo com o texto-base, p.8 "É importante considerar que a radiação não possui um comportamento puramente ondulatório nem meramente se comporta como um feixe de partículas. A radiação se apresenta como uma onda em certas circunstâncias e como uma partícula em outras". B Princípio da Incerteza de Heisenberg. C Lei de Stefan-Boltzmann D Lei de Wien E Corpo Negro Questão 1/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Diversos estudos e técnicas de caracterização têm como base a espectroscopia, como por exemplo, a Espectroscopia no Infravermelho, Espectroscopia no Ultravioleta e a Ressonância Magnética Nuclear, que são baseadas na obtenção de uma resposta em função de uma frequência. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Com base no texto acima e nos conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, escolha a opção que melhor descreve o fundamento básico da espectroscopia. Nota: 10.0 A revelar os efeitos da interação da radiação com a luz solar. B revelar os efeitos da interação entre matéria e a radiação Você assinalou essa alternativa (B) Você acertou! "A espectroscopia tem como fundamento básico revelar o efeito da interação da radiação com a matéria" (texto base, p. 6). C revelar os efeitos da interação entre matérias D revelar os efeitos da matéria quando expostas a uma onda de rádio E verificar os efeitos de interferência entre as radiações Questão 2/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: As interações de trocas de calor em um sistema que envolve um corpo e o ambiente são distintas conforme há diferentes temperaturas envolvendo os componentes do sistema. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e demais conteúdos do texto base: A radiação do corpo negro e sua influência sobre os estados dos átomos, assinale a alternativa que explica corretamente de que modo acontecem as interações das trocas de calor entre um corpo e o ambiente no qual está inserido. Nota: 10.0 A Se a temperatura de um corpo for maior que a temperatura do ambiente onde está inserida, sua taxa de emissão de radiação é maior que sua taxa de absorção. Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! "Se a temperatura de um corpo for maior que a temperatura do ambiente onde está inserida, sua taxa de emissão de radiação é maior que sua taxa de absorção. Se sua temperatura for menor que a do ambiente, sua taxa de absorção de radiação é maior que sua taxa de emissão. Se o corpo está em equilíbrio térmico com o seu meio, a taxa de emissão de radiação é igual à taxa de absorção" (texto base, p. 2). B Em um sistema em que há equilíbrio térmico, não há quaisquer trocas de energia. C Se a temperatura de um corpo for menor que a temperatura do ambiente onde está inserida, sua taxa de emissão de radiação é maior que sua taxa de absorção. D Nenhuma parte da radiação incidente é refletida ou transmitida E Qualquer corpo luminoso que se resfria progressivamente deixa de emitir luz visível Questão 3/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Tendo como base os experimentos de De Broglie, prótons e elétrons, bem como qualquer outro tipo de matéria, podem apresentar comportamento ondulatório. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. De acordo com o texto acima e os demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, assinale a alternativa que apresenta o comprimento de onda de De Broglie de um próton, com massa de 1,67 x 10-27 kg, se movendo a 1,0 x 106 m/s. Nota: 10.0 A 3,96 x 10-11 m B 3,96 x 10-17 m C 3,96 x 10-14 m D 3,96 x 10-15 m E 3,96 x 10-13 m Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! De acordo com o texto base, p. 8. "A hipótese de De Broglie era de que o comportamento dual onda-partícula da radiação também se aplicava a matéria". Podendo ser calculada de acordo com a equação, desta forma: Questão 4/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: O sódio apresenta uma linha de emissão amarela com um comprimento de onda correspondente a λ� = 589 nm. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e os conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule a energia equivalente ao comprimento de onda λ� = 589 nm. Nota: 10.0 A 3,37 x 10-19 J Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! Einstein supôs que a energia do pacote, ou fóton, está relacionada à sua frequência ν� pela equação E = h.ν� (texto base, p. 8). B 6,74 x 10-19 J C 3,37 x 1019 J D 3,37 x 1049 J E 3,37 x 1049 J Questão 5/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Os corpos negros são um conjunto de compostos que emitem um espectro de caráter universal. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Com base no texto acima e nos conteúdos do texto base: A radiação do corpo negro e sua influência sobre os estados dos átomos, assinale a opção que melhor descreve o caráter universal do espectro de um corpo negro. Nota: 10.0 A O espectro de um corpo negro se propagará infinitamente pelo universo B Considerando-se a teoria de existência de diversos universos em um amplo multiverso, cada corpo negro terá um espectro de emissão diferente em cada universo. C O espectro de um corpo negro depende de seu formato, material e temperatura. D Independe do formato e material, e depende apenas de sua temperatura. Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! De acordo com o texto base, p.2 "O termo corpo negro diz respeito a uma classe de corpos que emitem um espectro de caráter universal, ou seja, independente do material e da forma do corpo, dependente apenas da temperatura. E Vários corpos, quando expostos a um mesmo campo magnético, emitem um mesmo espectro. Questão 6/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Os fenômenos de absorção e emissão da luz são estudadoshá mais de um século por pesquisadores da área, dentre os quais podem ser mencionados o conceito de Corpo Negro. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão Considerando o texto acima e demais conteúdos do texto base: A radiação do corpo negro e sua influência sobre os estados dos átomos, assinale a alternativa que melhor descreve o conceito de Corpo Negro. Nota: 10.0 A Dois ou mais corpos mantidos em equilíbrio térmico no vácuo. B Meios ou corpos que absorvem toda a energia incidente sobre eles sem que a radiação seja refletida ou transmitida. Você assinalou essa alternativa (B) Você acertou! “Corpo negro é definido como um meio ou substância que absorve toda energia incidente sobre ele, nenhuma parte da radiação incidente é refletida ou transmitida” (texto base, p.2). C Dois ou mais corpos sobre os quais não incidem nenhuma luz. D Corpos presentes no espaço sideral sobre os quais não incide luz de nenhuma estrela. E Corpos cuja emissão ocorre em um comprimento de onda menor que a luz que incidiu sobre eles. Questão 7/10 - Química Quântica Leia o texto a seguir: A Lei de Wien permite obtermos uma relação da temperatura de uma estrela na escala K, com o comprimento de onda de máxima emitância do astro. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e o texto-base: A radiação do corpo negro e sua influência sobre os estados dos átomos, calcule a temperatura da estrela Sirius, da constelação de Cão Maior, sabendo que sua máxima emitância se dá em um comprimento de onda próximo a 0,26 μ�m. Nota: 10.0 A 11142 K Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! De acordo com o texto base p. 4 "O valor do comprimento de onda, para qual a radiância emitida por um corpo negro é máxima, é inversamente proporcional à sua temperatura". Sendo assim: λ�máx = 2897 →→ T =2897 →→T = 2897→→ T= 11142 K T λ�máx 0,26 B 11142 °C C 1114,2 K D 1114,2 °C E 111420 K Questão 8/10 - Química Quântica Leia o texto a seguir: Os elétrons são capazes de passar de uma camada de menor energia para camadas de maior energia quando devidamente estimulados energeticamente. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Com base no texto acima e nos demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule o comprimento de onda emitido por um elétron do átomo de hidrogênio ao ser excitado do nível m = 1 até n = 2. Nota: 10.0 A 98 nm B 102 nm C 229 nm D 103 nm E 121 nm Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! "No caso do átomo de hidrogênio, várias equações empíricas foram propostas para descrever seu espectro atômico". Para isto, o comprimento de onda pode ser calculado através da equação empírica: Texto base, p. 7-8. Questão 9/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: “Através da análise da radiação do corpo negro, foi estabelecido experimentalmente que a densidade de energia total, ρ�, é dada pela lei de Stefan-Boltzmann. ρ�= σ�.T4, sendo σ�uma constante, 7,56 x 10-16 J.m-3.K-4, e T a temperatura absoluta (em K).” Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: de Almeida, W. B. e dos Santos, H. F. Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola, 4, p. 6-13, 2001. Considerando texto acima e no texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, escolha a alternativa que apresenta corretamente a densidade de energia total emitida por um corpo com T = 27 °C. Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A 6,12 x 10-6 J. m-3 "Foi estabelecido experimentalmente que a densidade de energia total, ρ�, é dada pela lei de Stefan-Boltzmann acrescentando uma conversão prévia da temperatura para a escala Kelvin:TK = TC + 273 = 27 + 273 = 300 K Em seguida, calcula-se a densidade de energia total ρ� = s.T4 →→ ρ� = 7,56 x 10-16 J. m-3. K-4 * (300 K)4 ⟶⟶ ρ� = 7,56 x 10-16 J. m-3. K-4 * 8,1 x 109 K4 ⟶⟶ ρ� = 6,12 x 10-6 J. m-3 (Texto base, pag. 7). B 2,47 x 10-6 J. m-3 C 2,27 x 10-13 J. m-3 Você assinalou essa alternativa (C) D 2,01 x 10-6 J. m-3 E 4,20 x 10-6 J. m-3 Questão 10/10 - Química Quântica Leia o texto a seguir: Entre os estudos envolvendo a Química Quântica, um dos mais importantes foi o do efeito fotoelétrico, que não pode ser explicado pelas teorias clássicas da ondulatória. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e os conteúdos do texto-base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, assinale a alternativa que melhor descreve o conceito do efeito fotoelétrico. Nota: 10.0 A A luz provoca a excitação de um elétron da banda de valência para a banda de condução. B Provoca vibrações (liberação de fônions) em um material. C Fenômeno que consiste na emissão de elétrons de uma superfície devido à incidência de luz sobre esta superfície. Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! De acordo com o texto base, p.7. "A emissão de elétrons de uma superfície, devido à incidência de luz sobre essa superfície, é chamada de Efeito Fotoelétrico". D Um metal sofre trabalho se deslocando a uma distância equivalente ao recebimento de uma energia de 1 J. E A superfície de um metal torna-se reflexiva e supercondutora. Questão 1/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "O espectro eletromagnético é o intervalo completo de todas as possíveis frequências de radiação eletromagnética. Ele se estende desde as frequências mais baixas até a radiação gama. De acordo com a energia associada, o tipo de radiação de determinada faixa do espectro é classificado como ionizante ou não ionizante. Radiações ionizantes apresentam a possibilidade de ionizar a matéria, ou seja, separar elétrons de átomos e moléculas, o que é possível apenas nas faixas mais altas do espectro. Por outro lado, as radiações nas faixas de frequência mais baixas não apresentam essa característica e são classificadas como não ionizantes." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: RODRIGUES L. F., Uma Abordagem Para Monitoração, Análise e Controle de Medições deRadiação Não Ionizante. Porto Alegre: URFGS, 2016, https://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/151029/001009810.pdf?sequence=1. 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 espectro eletromagnético: I. Os raios x são, assim como a radiação gama, capazes de atravessar alguns tecidos do corpo humano. II. Todas as ondas do espectro elétromagnético se propagam na velocidade da luz. III. Os raios ultravioleta são mais energéticos que os raios gama, dado que sua frequência é menor. IV. Os raios infravermelhos possuem maior energia quando comparados aos raios ultravioleta. V. As ondas de radio são menos energéticas que os raios ultravioleta. Estão corretas apenas as afirmativas: A II,IIIeV I, II e V Você assinalou essa alternativa (B) C I,IIeIII 4. D IIIeIV 5. E I,IVeV Questão 2/10 - Química Quântica B Leia o fragmento de texto: "O modelo de Schrödinger aplicado ao átomo de hidrogênio é obtido considerando-se a equação de onda que descreve o comportamento de um elétron girando em torno de um próton e a força de atração que resulta da interação da atração elétrica entre eles. A resolução é matematicamente complexa e é empregada para obter a equação de onda ??. Os cálculos realizados para o átomo de hidrogênio levam em conta o conceito de orbital como uma região do espaço em que é mais provável encontrar um elétron, em contraposição à ideia de Bohr, que previu um lugar específico para as órbitas. Os números quânticos (n, l, m) associados ao elétron são utilizados para determinar o orbital que eleocupa e seu nível de energia." 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. 101. 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 número quântico principal (n) está relacionado à distância do orbital ao núcleo do átomo. II. O número quântico definido pela direção espacial do orbital pode assumir valores inteiros de 0 a n - 1. III. O número quântico vinculado ao formato do orbital pode assumir valores associado às letras s, p, d, f, g, h... IV. O número quântico n pode assumir valores inteiros a partir de 0. V. O número quântico m pode assumir valores inteiros de 0 a l. Estão corretas apenas as afirmativas: 1. A II e IV 2. B IeV 3. C II e III I e III Você assinalou essa alternativa (D) E II e V Questão 3/10 - Química Quântica D Leia o fragmento de texto: "A mecânica quântica revolucionou os estudos da física ao investigar o comportamento da matéria e da energia em uma escala atômica e subatômica. Por esse motivo, tornou-se essencial para o entendimento de forças fundamentais da natureza, com exceção da força gravitacional. Sua concordância com as evidências experimentais tornou-a também importante para explicar diversos campos de estudo da física, da química e da biologia, como o eletromagnetismo, a física das partículas, a física da matéria condensada, a teoria das ligações químicas, a biologia estrutural e os princípios básicos de eletrônica e nanotecnologia.Atualmente, dividimos os conhecimentos sistematizados na mecânica quântica em antiga mecânica quântica e mecânica quântica moderna." 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. 53. 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 dos estudos de Bohr e de Broglie: I. Embora tenha ajudado a explicar o modelo atômico de Bohr, a antiga mecânica quântica de Bohr ainda era incompleta, uma vez que ainda estava em desenvolvimento. PORQUE II. Após a hipótese onda-partícula de Louis de Broglie em 1924 iniciou-se a nova Mecânica Quântica, que causou a eliminação dos conceitos pré-estabelecidos de quantização de energia. 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 p A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. Você assinalou essa alternativa (B) C As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da primeira. 4. D A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 5. E As asserções I e II são proposições falsas. Questão 4/10 - Química Quântica B r Leia o fragmento de texto: "Raios gama, assim como os raios X, são radiações eletromagnéticas, que não possuem carga, nem massa. Estas radiações, exatamente como a luz visível, propagam-se na forma de “pacotes” de energia, denominados fótons. Cada fóton corresponde a um valor fundamental de energia, o quantum. São bastante penetrantes e provocam ionização de forma indireta. Três efeitos, decorrentes destes tipos de radiações, podem ocorrer na interação com a matéria: o efeito fotoelétrico, o efeito Compton e a produçãode pares. A energia de cada fóton e o número atômico do material onde está penetrando é que determinam o tipo de interação predominante." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: EICHER M. L., CALVETE M. H. H., SALGADO T. D. M., Módulos para o Ensino de Radioatividade, UFRGS (AEQ), p. 21, http://www.iq.ufrgs.br/aeq/html/publicacoes/matdid/livros/pdf/radio.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 a seguir a respeito da dualidade onda-partícula da Mecânica Quântica e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Isaac Newton defendia que a luz possui natureza corpuscular. II. ( ) Segundo Christiaan Huygens, a luz apresenta comportamento tanto de onda, quanto de partícula. III. ( ) A partir da Física Quântica, compreende-se que a luz pode apresentar tanto comportamento corpuscular, quanto de onda. IV. ( ) Isaac Newton defendia que a luz possui natureza ondulatória. V. ( ) Christiaan Huygens, defendeu a hipótese de que a luz apresenta comportamento puramente ondulatório. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 1. A F-V-V-V-F 2. B V-F-F-F-V 3. C F-V-F-V-F 4. D F-F-V-V-V V-F-V-F-V Você assinalou essa alternativa (E) Questão 5/10 - Química Quântica E 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. |?(x,t)|4 (psi (x,t)^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 ?(x)=A sin(kx) + B cos(kx). III. A partir da equação de Schrödinger é possível determinar que a energia de uma partícula no espaço livre é dada por E=h2k2/2m. 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: 1. A III e V 2. B I e II e IV 3. C I, III e V 4. D I e IV II, III e V Você assinalou essa alternativa (E) Questão 6/10 - Química Quântica E Leia o fragmento de texto: "[...]Louis de Broglie, ao defender sua tese de doutorado em física, utilizou a perspectiva de Einstein sobre o efeito fotoelétrico. Passou-se a entender a luz como uma onda-partícula em razão de suas propriedades físicas de interação com a matéria. Quer dizer, como tudo no Universo pode ser considerado matéria ou energia e a energia, representada pela luz, tem comportamento dual, então a matéria, representada pelo elétron, também deve ter comportamento dual, podendo ser descrita como onda e partícula. A princípio, essa proposta foi nomeada onda de matéria e foi o objeto de estudo da tese de De Broglie, que também escreveu um artigo sobre a teoria dos quanta [...]." 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. 89. 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 modelo de de Broglie: I. O modelo atômico de De Broglie considera que o elétron é uma partícula que se propaga em torno do núcleo de forma circular. PORQUE II. A quantização os estados no modelo de De Broglie ocorre devido à necessidade de um número inteiro de comprimentos de onda em torno do núcleo. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: 1. A As asserções I e II são proposições falsas. 2. B As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da p 3. C A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. 4. D As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da primeira. A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. Você assinalou essa alternativa (E) Questão 7/10 - Química Quântica E r Leia o fragmento de texto: "A princípio, a curiosidade e o instinto investigativo do ser humano o levaram a procurar explicações sobre a origem e a constituição do Universo. Durante séculos, os estudos realizados para encontrar essas explicações pertenceram às áreas relacionadas à filosofia e à religião, de modo que ainda não havia a classificação da física como uma ciência independente. A cisão entre essas áreas foi possibilitado pela sistematização da metodologia de pesquisa por meio da utilização do método experimental ou científico.[...] Entre os séculos XVII e XVIII, vários campos de pesquisa alcançaram um enorme progresso." 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.16 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 que apresentam alguns eventos historicamente relevantes para a ciência: 1. Teoria ondulatória da luz de Christiaan Huygens 2. Teoria da Relatividade Restrita de Albert Einstein 3. Modelo heliocêntrico de Nicolau Copérnico 4. A concepção do calor como forma de energia 5. Conceito de átomo por Léucipo e Demócrito Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência cronológica correta de tais eventos: 1. A 2-1-4-5-3 2. B 5-4-3-1-2 3. C 3-4-5-2-1 4. D 4-5-3-2-1 5-3-1-4-2 Você assinalou essa alternativa (E) Questão 8/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Anos depois de Einstein afirmar que a luz é constituída de partículas, Arthur Holly Compton, em 1923, realizou testes que ficaram conhecidos como experiências de Compton. Nos experimentos realizados por ele, um feixe de raios X com E comprimento de onda (??) incidia em um alvo de grafite. O objetivo era medir a intensidade dos raios X espalhados em função de seu comprimento de onda, considerando-se vários ângulos de incidência para, então, determinar as medidas de dispersão. Os resultados obtidos mostraram que, mesmo com o comprimento de onda (??) do raio X incidente sendo fixo, apenas alguns dos raios X espalhados apresentavam o comprimento de onda incidente, enquanto outros tinham comprimento de onda maior que o dos raios X espalhados." 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.56 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 respeito dos experimentos de Compton a seguir e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Em seus experimentos, Compton constatou que o comprimento da onda espalhada tinha tamanho menor que o comprimento de onda incidente. II. ( ) Compton chegou à conclusão de que a alteração no comprimento de onda em seu experimento não pode ser explicado usando uma onda eletromagnética clássica. III. ( ) A alteração do comprimento de onda se deve, segundo Compton e Debye, à colisão dos fótons com elétrons livres do alvo e a transferência de parte de sua energia. IV. ( ) Os experimentos de Compton apontaram um espalhamento de radiação com comprimento de onda diferente da incidente e fótons com maior energia quando comparada à original. V. ( ) No experimento realizado por Compton o comprimento de onda dos fótons incidentes ocorre devido à função trabalho. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 1. A F-V-F-V-F 2. B V-F-F-F-V F-V-V-F-F Você assinalou essa alternativa (C) 4. D V-F-V-F-V 5. E F-F-V-V-F C Questão 9/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Ao contrário da maioria dos físicos da época, Niels Bohr se interessou em problemas mais diretamente relacionados com Química. Este interesse, frequentemente atribuído à grande amizade com o físico-químico húngaro George de Hevesy (ganhador do Prêmio Nobel de Química em 1943), resultou na extensão da teoria de Bohr não somente para átomos "hidrogênicos", mas também para átomos polieletrônicos. A abordagem de Bohr nesta fase consistiu em analisar o número de elétrons passíveis de serem acomodados em sucessivas orbitas. Apesar do sucesso na descrição do átomo de hidrogênio [...]. Entretanto, as ideias de Bohr foram fundamentais para descrever a tabela periódica dos elementos químicos em função da configuração eletrônica dos átomos." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: RIVEROS J. M., O legado de Niels Bohr Química Nova [online]. 2013, v. 36, n. 7 p. 931-932. https://doi.org/10.1590/S0100-40422013000700001 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 acerca da importância do modelo de Bohr a seguir e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Segundo o modelo de Bohr o elétron realiza uma órbita circular em torno do núcleo. II. ( ) Para ser enquadrado no modelo de Bohr, o momento angular dos elétrons deve ser quantizado em múltiplos inteiros de h/2p (constante de Planck sobre 2 pi). III. ( ) Ao passar de um estado estacionário com energia mais baixa para um com energia mais alta, o elétron emite um fóton. IV. ( ) Ao passar de um estado estacionário com energia mais alta para um com energia mais baixa, o elétron emite um fóton. V. ( ) O modelo de Bohr, dada sua forma, é conhecido como "pudim de passas" Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: V-V-F-V-F Você assinalou essa alternativa (A) 2. B F-V-V-F-F 3. C V-F-V-F-V 4. D F-F-V-F-V 5. E V-F-F-V-V A Questão 10/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "O experimento de SG consiste em fazer um feixe de átomos (originalmente átomos de prata) passar por um campo magnético não-homogêneo produzido por um ímã, e analisar a deposição desses átomos em uma placa coletora na saída do ímã [...]. Curiosamente, observa-se que aproximadamente metade dos átomos deposita-se numa extremidade da placa e a outra metade na posição simetricamente oposta, não se registrando praticamente nenhum átomo em qualquer posição intermediária. Do ponto de vista da física clássica, esta divisão do feixe em duas componentes é bastante estranha e difícil de explicar." Após esta avaliação, caso queira ler o textointegralmente, ele está disponível em: GERSON G. G., PIETROCOLA M., O experimento de Stern-Gerlach e o spin do elétron: um exemplo de quasi-história. Revista Brasileira de Ensino de Física [online]. 2011, v. 33, n. 2 https://doi.org/10.1590/S1806-11172011000200019 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 experimento de Stern-Gerlach a seguir e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Por ser uma característica intrínseca da matéria, o spin e seu número quântico surgem como resultado da equação de Schrödinger. II. ( ) O experimento de Stern-Gerlach original, usando átomos de prata, resulta em dois pontos separados indicando os spins up e down. III. ( ) A partir do experimento de Stern-Gerlach foi possível compreender que o momento magnético intrínseco dos elétrons, chamado de spin, é quantizado. IV. ( ) O experimento de Stern-Gerlach foi realizado usando átomos de prata devido ao momento magnético intrínseco de um elétron da eletrosfera. V. ( ) Uma conclusão do experimento de Stern-Gerlach é a de que os elétrons possuem momento magnético com valores entre -h/2 e +h/2. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 1. A F-F-V-V-V 2. B F-V-F-V-V 3. C V-F-V-V-F F-V-V-V-F Você assinalou essa alternativa (D) E V-F-F-V-F D Questão 1/10 - Química Quântica Leia o texto a seguir: Sendo motivo de discussão, muitos cientistas se perguntavam no começo do século XX sobre a composição da luz. Posteriormente, houve um consenso de que a radiação era formada por pacotes concentrados com energia quantizada. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Com base no texto acima e nos conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, assinale a opção que melhor descreve a composição da luz. Nota: 10.0 A fótons Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! "Einstein propôs que a energia radiante fosse quantizada em pacotes concentrados, que mais tarde vieram a ser chamados de fótons" (Texto base, p. 8). B elétrons C pósitrons D fônions E nêutrons Questão 2/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Tendo como base os experimentos de De Broglie, os corpos materiais podem apresentar comportamento ondulatório. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. De acordo com o texto acima e com os demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule o comprimento de onda de De Broglie para um atleta, com m = 60 kg, correndo com v = 15 km/h (4,17 m/s). Nota: 10.0 A 2,64 m B 2,64 x 10-25 m C 2,64 x 10-12 m D 2,64 x 10-40 m E 2,64 x 10-36 m Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! A hipótese de De Broglie era de que o comportamento dual onda-partícula da radiação também se aplicava a matéria, podendo ser calculado por meio da equação (texto base, p.8). Questão 3/10 - Química Quântica Leia o texto a abaixo: A proposta de novos modelos atômicos visa explicar lacunas deixadas pelos modelos anteriores, aproximando-se da verdadeira identidade do átomo. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e os demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, assinale a alternativa que melhor descreve o motivo da substituição do modelo atômico de Thomson pelo modelo de Rutherford. Nota: 10.0 A O átomo não se parece com um pudim de ameixas B O átomo não possui cargas negativas em sua estrutura C O tamanho do átomo não era apropriado D Não havia concordância quantitativa com os espectros obtidos experimentalmente. Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! "O modelo de Thomson não fornecia uma concordância quantitativa com os espectros observados experimentalmente" (texto base, p. 9). E Não previa a existência de partículas não-elementares, como o neutrino e o antipróton. Questão 4/10 - Química Quântica Leia o texto a seguir: Por anos buscou-se compreender a estrutura do átomo. Em 1913, Niels Bohr propôs um modelo que explicava o átomo de hidrogênio, de forma que sua teoria concordasse com os resultados obtidos empiricamente por outros cientistas. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão Considerando o texto acima e os conteúdos do texto-base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, escolha a alternativa que melhor descreve a energia de um elétron, de acordo com o modelo atômico proposto por Bohr. Nota: 10.0 A Propôs a ideia de que a energia de um elétron é constante quando se encontra em uma das órbitas permitidas. Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! "O modelo de Bohr explicava a estabilidade do átomo postulando que a energia total do elétron é constante quando este encontra-se em uma das órbitas permitidas, caracterizadas por números inteiros denominados números quânticos (n = 1, 2, 3...)", conforme texto base, p. 9. B Propôs a ideia de órbitas elípticas dos elétrons ao redor do núcleo. C Propôs uma explicação sobre decaimentos radioativos e a formação de novas partículas não-elementares, como o pósitron e o neutrino D Propôs a ideia de fônions sendo capazes de promover a excitação eletrônica. E Propôs que o átomo era formado por um núcleo dotado de prótons e nêutrons, e uma camada de elétrons orbitando ao redor do núcleo, conhecida como eletrosfera. Questão 5/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Tendo como base os experimentos de De Broglie, a matéria pode apresentar um comportamento característico de onda. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e os demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule o comprimento de onda de De Broglie para um caminhão, com m = 16.000 kg a v = 72 km/h (20 m/s). Nota: 10.0 A 2,07 x 10-42 m B 2,07 x 10-36 m C 2,07 x 10-45 m D 2,07 x 10-39 m Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! De acordo com o texto base, p.8 "A hipótese de De Broglie era de que o comportamento dual onda-partícula da radiação também se aplicava a matéria". Podendo ser calculado desta forma: E 2,07 x 10-33 m Questão 6/10 - Química Quântica Leia o texto a seguir: Os elétrons são capazes de passar de uma camada de menor energia para camadas de maior energia quando devidamente estimulados energeticamente. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Com base no texto acima e nos demais conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule o comprimento de onda emitido por um elétron do átomo de hidrogênio ao ser excitado do nível m = 1 até n = 2. Nota: 10.0 A 98 nm B 102 nm C 229 nm D 103 nm E 121 nm Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! "No caso do átomo de hidrogênio, várias equações empíricas foram propostas para descrever seu espectro atômico". Para isto, o comprimento de onda pode ser calculado através da equação empírica: Texto base, p. 7-8. Questão 7/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Por anos, estudos apresentaram divergência sobre o comportamento da radiação, que não apresentava comportamento puramente de onda ou puramente de feixe de partículas. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e os conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, assinale a alternativa que apresenta qual foi o conceito desenvolvido a partir das discussões sobre tal comportamento da radiação. Nota: 10.0 A Dualidade de partícula-onda da luz. Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! De acordo com o texto-base, p.8 "É importante considerar que a radiação não possui um comportamento puramente ondulatório nem meramente se comporta como um feixe de partículas. A radiação se apresenta como uma onda emcertas circunstâncias e como uma partícula em outras". B Princípio da Incerteza de Heisenberg. C Lei de Stefan-Boltzmann D Lei de Wien E Corpo Negro Questão 8/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: As interações de trocas de calor em um sistema que envolve um corpo e o ambiente são distintas conforme há diferentes temperaturas envolvendo os componentes do sistema. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e demais conteúdos do texto base: A radiação do corpo negro e sua influência sobre os estados dos átomos, assinale a alternativa que explica corretamente de que modo acontecem as interações das trocas de calor entre um corpo e o ambiente no qual está inserido. Nota: 10.0 A Se a temperatura de um corpo for maior que a temperatura do ambiente onde está inserida, sua taxa de emissão de radiação é maior que sua taxa de absorção. Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! "Se a temperatura de um corpo for maior que a temperatura do ambiente onde está inserida, sua taxa de emissão de radiação é maior que sua taxa de absorção. Se sua temperatura for menor que a do ambiente, sua taxa de absorção de radiação é maior que sua taxa de emissão. Se o corpo está em equilíbrio térmico com o seu meio, a taxa de emissão de radiação é igual à taxa de absorção" (texto base, p. 2). B Em um sistema em que há equilíbrio térmico, não há quaisquer trocas de energia. C Se a temperatura de um corpo for menor que a temperatura do ambiente onde está inserida, sua taxa de emissão de radiação é maior que sua taxa de absorção. D Nenhuma parte da radiação incidente é refletida ou transmitida E Qualquer corpo luminoso que se resfria progressivamente deixa de emitir luz visível Questão 9/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: Analisando a radiação do corpo negro, foi estabelecido empiricamente que a densidade de energia é dada pela Lei de Stefan-Boltzmann, descrita pela equação ρ� = σ�.T4. onde: é a densidade de energia total; σ� é a constante de Stefan-Boltzmann, com valor igual a 7,56 x 10-16 J.m-3.K-4; e T a temperatura, em K. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão De acordo com o texto acima e o texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, a respeito da radiação do corpo negro e sua influência sobre os estados dos átomos, calcule a densidade de energia total emitida por uma estrela a T = 6000 K. Nota: 10.0 A 4,9 J m-3 B 9,8 J m-3 C 0,49 J m-3 D 0,98 J m-3 Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! De acordo com o texto base, p.7 " Foi estabelecido experimentalmente que a densidade de energia total, ρ�, é dada pela lei de Stefan-Boltzmann de acordo com o cálculo: ρ� = σ�.T4 ⟶⟶ρ� = 7,56 x 10-16 J. m-3. K-4 * (6000 K)4 ⟶⟶ ρ� = 7,56 x 10-16 J. m-3. K-4 * 1,296 x 1015 K4 ⟶⟶ρ� = 0,98 J. m-3 " E 0,25 J m-3 Questão 10/10 - Química Quântica Leia o texto abaixo: O sódio apresenta uma linha de emissão amarela com um comprimento de onda correspondente a λ� = 589 nm. Fonte: Texto elaborado pelo autor da questão. Considerando o texto acima e os conteúdos do texto base: Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria, calcule a energia equivalente ao comprimento de onda λ� = 589 nm. Nota: 10.0 A 3,37 x 10-19 J Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! Einstein supôs que a energia do pacote, ou fóton, está relacionada à sua frequência ν� pela equação E = h.ν� (texto base, p. 8). B 6,74 x 10-19 J C 3,37 x 1019 J D 3,37 x 1049 J E 3,37 x 1049 J Questão 1/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "O experimento de SG consiste em fazer um feixe de átomos (originalmente átomos de prata) passar por um campo magnético não-homogêneo produzido por um ímã, e analisar a deposição desses átomos em uma placa coletora na saída do ímã [...]. Curiosamente, observa-se que aproximadamente metade dos átomos deposita-se numa extremidade da placa e a outra metade na posição simetricamente oposta, não se registrando praticamente nenhum átomo em qualquer posição intermediária. Do ponto de vista da física clássica, esta divisão do feixe em duas componentes é bastante estranha e difícil de explicar." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: GERSON G. G., PIETROCOLA M., O experimento de Stern-Gerlach e o spin do elétron: um exemplo de quasi-história. Revista Brasileira de Ensino de Física [online]. 2011, v. 33, n. 2 https://doi.org/10.1590/S1806-11172011000200019 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 experimento de Stern-Gerlach a seguir e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Por ser uma característica intrínseca da matéria, o spin e seu número quântico surgem como resultado da equação de Schrödinger. II. ( ) O experimento de Stern-Gerlach original, usando átomos de prata, resulta em dois pontos separados indicando os spins up e down. III. ( ) A partir do experimento de Stern-Gerlach foi possível compreender que o momento magnético intrínseco dos elétrons, chamado de spin, é quantizado. IV. ( ) O experimento de Stern-Gerlach foi realizado usando átomos de prata devido ao momento magnético intrínseco de um elétron da eletrosfera. V. ( ) Uma conclusão do experimento de Stern-Gerlach é a de que os elétrons possuem momento magnético com valores entre -h/2 e +h/2. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 10.0 A F-F-V-V-V B F-V-F-V-V C V-F-V-V-F D F-V-V-V-F Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! “Os resultados experimentais mostraram que, ao contrário da ideia de que os elétrons poderiam ser descritos como uma de barra de ímãs comuns, essas partículas exibem duas orientações possíveis: no mesmo sentido do campo magnético ou em sentido contrário a ele.[...] (III.-V e V.-F) Ou seja, ocorre uma quantização da componente associada ao momento de dipolo magnético.[...] (I.-F) Os resultados obtidos, embora pudessem ser descritos muito bem de forma teórica, esbarravam no empecilho de não serem totalmente descritos de forma matemática por meio da equação de Schrödinger. [...] Em 1927, Thomas Erwin Phipps e John Bryan Taylor aplicaram a técnica de Stern-Gerlach modificando os átomos do feixe, com hidrogênio em vez de prata.[...] (II.-V e IV.-V) obtiveram o mesmo resultado de Stern-Gerlach: o feixe continuava separando-se em duas componentes defletidas simetricamente em relação à direção do feixe” livro-base, p.104-106. E V-F-F-V-F Questão 2/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "A princípio, a curiosidade e o instinto investigativo do ser humano o levaram a procurar explicações sobre a origem e a constituição do Universo. Durante séculos, os estudos realizados para encontrar essas explicações pertenceram às áreas relacionadas à filosofia e à religião, de modo que ainda não havia a classificação da física como uma ciência independente. A cisão entre essas áreas foi possibilitado pela sistematização da metodologia de pesquisa por meio da utilização do método experimental ou científico.[...] Entre os séculos XVII e XVIII, vários campos de pesquisa alcançaram um enorme progresso." 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. 16 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 que apresentam alguns eventos historicamente relevantes para a ciência: 1. Teoria ondulatória da luz de Christiaan Huygens 2. Teoria da Relatividade Restrita de Albert Einstein 3. Modelo heliocêntrico de Nicolau Copérnico 4. A concepção do calor como forma de energia 5. Conceito de átomo por Léucipo e DemócritoAgora, assinale a alternativa que apresenta a sequência cronológica correta de tais eventos: Nota: 10.0 A 2-1-4-5-3 B 5-4-3-1-2 C 3-4-5-2-1 D 4-5-3-2-1 E 5-3-1-4-2 Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! "Entre as muitas descobertas e produções científicas que surgiram nesse contexto histórico, podemos destacar o conceito de átomo, estudado por Léucipo e Demócrito por volta de 400 a.C." (livro-base, p.17). O modelo heliocêntrico foi proposto por Nicolau Copérnico no século XVI (livro-base, p.17); a teoria ondulatória de Christiaan Huygens foi proposta entre os séculos XVII e XVIII (livro-base, p.18); "A partir do fim do século XVIII e ao longo do século XIX, houve um grande avanço nas investigações sobre termodinâmica. [...] Benjamin Thompson, ao observar a perfuração de canos de canhões, percebeu que eles se aqueciam e, então, constatou que o calor pode ser produzido por meio do atrito, tornando-se, por isso, o primeiro a analisar a equivalente mecânica do calor. Após a constatação de Thompson, passou-se a conceber o calor como uma forma de energia, e até hoje o definimos assim."(livro-base, p.19); "a fisica moderna e a física quântica, que tiveram seu apogeu de desenvolvimento nos séculos XIX e XX [...] Na mesma época, Albert Einstein publicou a teoria darelatividade restrita,"(livro-base, p.19-20). Questão 3/10 - 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. |?(x,t)|4 (psi (x,t)^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 ?(x)=A sin(kx) + B cos(kx). III. A partir da equação de Schrödinger é possível determinar que a energia de uma partícula no espaço livre é dada por E=h²k²/2m. 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: Nota: 10.0 A III e V B I e II e IV C I, III e V D I e IV E II, III e V Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! A equação de Schrödinger independente do tempo: -?22m?2?(x)?x2+V(x,t)?(x)=E?(x,t)-?22m?2?(x)?x2+V(x,t)?(x)=E?(x,t) pode ser aplicada ao espaço vazio com V(x)=0V(x)=0. A solução da mesma é dada por ?(x)=Asin(kx)+Bcos(kx)?(x)=Asin?(kx)+Bcos?(kx) onde |?(x,t)|2|?(x,t)|2 pode ser interpretado como a densidade de probabilidade da localização da partícula. Já a energia da partícula, a partir da função de onda, fica E=?2k22mE=?2k22m. livro-base, p. 99-100. Questão 4/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "O espectro eletromagnético é o intervalo completo de todas as possíveis frequências de radiação eletromagnética. Ele se estende desde as frequências mais baixas até a radiação gama. De acordo com a energia associada, o tipo de radiação de determinada faixa do espectro é classificado como ionizante ou não ionizante. Radiações ionizantes apresentam a possibilidade de ionizar a matéria, ou seja, separar elétrons de átomos e moléculas, o que é possível apenas nas faixas mais altas do espectro. Por outro lado, as radiações nas faixas de frequência mais baixas não apresentam essa característica e são classificadas como não ionizantes." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: RODRIGUES L. F., Uma Abordagem Para Monitoração, Análise e Controle de Medições deRadiação Não Ionizante. Porto Alegre: URFGS, 2016, https://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/151029/001009810.pdf?sequence=1. 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 espectro eletromagnético: I. Os raios x são, assim como a radiação gama, capazes de atravessar alguns tecidos do corpo humano. II. Todas as ondas do espectro elétromagnético se propagam na velocidade da luz. III. Os raios ultravioleta são mais energéticos que os raios gama, dado que sua frequência é menor. IV. Os raios infravermelhos possuem maior energia quando comparados aos raios ultravioleta. V. As ondas de radio são menos energéticas que os raios ultravioleta. Estão corretas apenas as afirmativas: Nota: 10.0 A II, III e V B I, II e V Você assinalou essa alternativa (B) Você acertou! “(IV) o infravermelho tem uma menor energia quando comparado ao ultravioleta. Após essa descoberta, Johann Wilhelm Ritter estudou a outra extremidade do espectro visível e percebeu a existência de raios de luz invisíveis e capazes de provocar reações químicas. Por esse motivo, ele os nomeou raios químicos. O comportamento desses raios é semelhante ao dos raios de luz violeta visíveis, mas os raios químicos estão além deles no espectro. Posteriormente, esses raios foram renomeados e chamados de radiação ultravioleta. [...](V) Maxwell previu também ondas com frequências muito baixas quando comparadas ao infravermelho. (II) A fim de provar e detectar essas radiações de baixa frequência, Heinrich Rudolf Hertz construiu um aparelho que hoje chamamos de ondas de rádio. Ele encontrou as ondas e mediu seu comprimento e sua frequência, constatando, então, que elas viajam à velocidade da luz; demonstrou ainda que elas podem ser refletidas e refratadas da mesma forma que a luz. (I) O próximo componente do espectro eletromagnético foi descoberto por Wilhelm Röntgen durante um experimento com um tubo com vácuo sujeito a alta voltagem. Ele chamou essa nova radiação de raios X. Seu trabalho mostrou que esse tipo de radiação é capaz de atravessar partes do corpo humano, como a pele e os órgãos, mas é refletido ou parado por materiais densos, como os ossos. [...] um novo tipo de radiação, [...] (III) raios gama […] seu comportamento indicou que eles são mais penetrantes que as outras.” livro-base, p. 60-63 Assim, o texto afirma de forma implícita que: Energia das ondas de rádio < Energia do infravermelho < Energia da luz visível < Energia do Ultravioleta < Energia dos Raios X < Energia dos raios gama, todas radiações eletromagnéticas que se propagam na velocidade da luz. C I, II e III D III e IV E I, IV e V Questão 5/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Anos depois de Einstein afirmar que a luz é constituída de partículas, Arthur Holly Compton, em 1923, realizou testes que ficaram conhecidos como experiências de Compton. Nos experimentos realizados por ele, um feixe de raios X com comprimento de onda (??) incidia em um alvo de grafite. O objetivo era medir a intensidade dos raios X espalhados em função de seu comprimento de onda, considerando-se vários ângulos de incidência para, então, determinar as medidas de dispersão. Os resultados obtidos mostraram que, mesmo com o comprimento de onda (??) do raio X incidente sendo fixo, apenas alguns dos raios X espalhados apresentavam o comprimento de ondaincidente, enquanto outros tinham comprimento de onda maior que o dos raios X espalhados." 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. 56 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 respeito dos experimentos de Compton a seguir e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Em seus experimentos, Compton constatou que o comprimento da onda espalhada tinha tamanho menor que o comprimento de onda incidente. II. ( ) Compton chegou à conclusão de que a alteração no comprimento de onda em seu experimento não pode ser explicado usando uma onda eletromagnética clássica. III. ( ) A alteração do comprimento de onda se deve, segundo Compton e Debye, à colisão dos fótons com elétrons livres do alvo e a transferência de parte de sua energia. IV. ( ) Os experimentos de Compton apontaram um espalhamento de radiação com comprimento de onda diferente da incidente e fótons com maior energia quando comparada à original. V. ( ) No experimento realizado por Compton o comprimento de onda dos fótons incidentes ocorre devido à função trabalho. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 10.0 A F-V-F-V-F B V-F-F-F-V C F-V-V-F-F Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! I-F; II-V; III-V; IV-F; V-F “(I) Em seu estudo, Compton denominou o comprimento de onda espalhado (com tamanho maior que o comprimento de onda incidente) de λ′�′ e definiu que sua ocorrência é maior que a do comprimento de onda incidente em uma quantidade ΔλΔ�. [...] (II) Ao analisar os resultados obtidos por meio de seus experimentos, Compton chegou à conclusão de que o comprimento de onda λ′�′ não pode ser explicado considerando-se a propagação do raio X como uma onda eletromagnética clássica. [...] (III) Arthur Compton e Peter Debye, de forma independente, interpretaram os resultados desses experimentos propondo que o raio X incidente não é uma onda de frequência ν�, e sim um conjunto de fótons com energia E=hν�=ℎ�. Assim, os fótons emitidos pelo raio X colidem com os elétrons livres do alvo e transferem energia por meio dessas colisões. (IV)Ao colidir com os elétrons, o fóton transfere parte de sua energia para eles, de modo que, após o espalhamento, sua energia passa a ser E'E' (menor que EE inicial).” livro-base, p. 56-59. (V) Do livro-base, p. 44, a Função trabalho se refere ao efeito fotoelétrico, não ao Compton. D V-F-V-F-V E F-F-V-V-F Questão 6/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "A mecânica quântica revolucionou os estudos da física ao investigar o comportamento da matéria e da energia em uma escala atômica e subatômica. Por esse motivo, tornou-se essencial para o entendimento de forças fundamentais da natureza, com exceção da força gravitacional. Sua concordância com as evidências experimentais tornou-a também importante para explicar diversos campos de estudo da física, da química e da biologia, como o eletromagnetismo, a física das partículas, a física da matéria condensada, a teoria das ligações químicas, a biologia estrutural e os princípios básicos de eletrônica e nanotecnologia.Atualmente, dividimos os conhecimentos sistematizados na mecânica quântica em antiga mecânica quântica e mecânica quântica moderna." 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. 53. 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 dos estudos de Bohr e de Broglie: I. Embora tenha ajudado a explicar o modelo atômico de Bohr, a antiga mecânica quântica de Bohr ainda era incompleta, uma vez que ainda estava em desenvolvimento. PORQUE II. Após a hipótese onda-partícula de Louis de Broglie em 1924 iniciou-se a nova Mecânica Quântica, que causou a eliminação dos conceitos pré-estabelecidos de quantização de energia. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da primeira. B A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. Você assinalou essa alternativa (B) Você acertou! “Bohr também utilizou a teoria quântica e, em 1913, explicou seu modelo atômico por meio dela. Além desses trabalhos, que foram os que mais ganharam destaque no início do século XX, foram publicados diversos outros alicerçados na teoria de Planck. Esses trabalhos são as bases da antiga mecânica quântica, que perdurou de 1900 até a década de 1920. Louis de Broglie, em 1924, propôs a hipótese da dualidade onda-partícula, considerada o ponto de partida de uma variante mais sofisticada e completa da mecânica quântica, que passou a ser chamada nova mecânica quântica ou nova física.” livro-base, p. 54. C As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da primeira. D A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. E As asserções I e II são proposições falsas. Questão 7/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Alguns elétrons podem ser ejetados com uma energia cinética em torno de zero e outros com energia cinética máxima, dependendo da região de onde os elétrons são extraídos. Assim, a conservação da energia estabelece que: Kmax=E-FKmax=E-F, o KmaxKmax é a energia cinética máxima do fotoelétron ejetado, EE é a energia fornecida pela radiação e FF representa a chamada função trabalho, quantidade de energia necessária para extrair o elétron do material." Observe a Tabela: Elemento FF(eV) Cádmio (Cd) 4,08 Carbono (C) 5 Cério (Ce) 2,59 Cobalto (Co) 5 Gadolínio (Gd) 2,9 Manganês (Mn) 4,1 Rubídio (Rb) 2,261 Térbio (Tb) 3 Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: CABRAL, J. C., Efeito Fotoelétrico : uma abordagem a partir do estudo de circuitos elétricos. Lavras : UFLA, 2015, p. 22. Já os dados da tabela foram retirados de HAYNES, W. M. (Ed.), CRC handbook of chemistry and physics, 95ª ed., Oakville, MO: Apple Academic Press, 2014 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 efeito fotoelétrico e a função trabalho: 1. Um fóton de ultravioleta com 9 eV sobre uma superfície de cobalto 2. Um fóton de raios-x com 1,24 keV sobre uma superfície de cádmio 3. Um fóton de ultravioleta com 8 eV sobre uma superfície de térbio 4. Um fóton de radiação gama com 41 keV sobre uma superfície de manganês 5. Um fóton de ultravioleta com 7 eV sobre uma superfície de carbono 6. Um fóton de luz visível com 2,49 eV sobre uma superfície de rubídio Agora, assinale a alternativa que apresenta os processos listados em ordem CRESCENTE de energia cinética dos elétrons ejetados devido aos fótons: Nota: 10.0 A 6-4-2-1-3-5 B 5-6-1-3-2-4 C 4-2-3-1-5-6 Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! Segundo o livro-base (p.44), a energia do fóton no efeito fotoelétrico é dada por: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ onde h=6.626⋅10−34 J\cdot sℎ=6.626⋅10−34 J\cdot s é a constante de Planck, ν� é a frequência do fóton incidente e ΦΦ é a função trabalho temos que, para cada caso: 1. hν=9 eVℎ�=9 eV, Φ=5 eVΦ=5 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=9−5⇒Ec=4 eV��=9−5⇒��=4 eV 2. hν=1,24 keV=1240 eVℎ�=1,24 keV=1240 eV, Φ=4 eVΦ=4 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=1240−4,08⇒Ec=1236 eV��=1240−4,08⇒��=1236 eV 3. hν=8 eVℎ�=8 eV, Φ=3 eVΦ=3 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=8−3⇒Ec=5 eV��=8−3⇒��=5 eV 4. hν=41 keVℎ�=41 keV, Φ=4,1 eVΦ=4,1eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=41000−4,1⇒Ec=40,996 keV��=41000−4,1⇒��=40,996 keV 5. hν=7 eVℎ�=7 eV, Φ=5 eVΦ=5 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=7−5⇒Ec=2 eV��=7−5⇒��=2 eV 6. hν=2,49 eVℎ�=2,49 eV, Φ=2,261 eVΦ=2,261 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=2,49−2,261⇒Ec=0,229 eV��=2,49−2,261⇒��=0,229 eV Uma vez que 40006>1236>5>4>2>0,22940006>1236>5>4>2>0,229, a ordem fica: 4, 2, 3, 1, 5, 6. D 3-1-2-4-6-5 E 4-6-5-1-2-3 Questão 8/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "[...]Louis de Broglie, ao defender sua tese de doutorado em física, utilizou a perspectiva de Einstein sobre o efeito fotoelétrico. Passou-se a entender a luz como uma onda-partícula em razão de suas propriedades físicas de interação com a matéria. Quer dizer, como tudo no Universo pode ser considerado matéria ou energia e a energia, representada pela luz, tem comportamento dual, então a matéria, representada pelo elétron, também deve ter comportamento dual, podendo ser descrita como onda e partícula. A princípio, essa proposta foi nomeada onda de matéria e foi o objeto de estudo da tese de De Broglie, que também escreveu um artigo sobre a teoria dos quanta [...]." 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. 89. 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 modelo de de Broglie: I. O modelo atômico de De Broglie considera que o elétron é uma partícula que se propaga em torno do núcleo de forma circular. PORQUE II. A quantização os estados no modelo de De Broglie ocorre devido à necessidade de um número inteiro de comprimentos de onda em torno do núcleo. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A As asserções I e II são proposições falsas. 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 A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! “O modelo atômico de De Broglie era, na época, tão inusitado quanto sua proposta. Em sua descrição, o pesquisador previu que, em vez de o elétron ser uma partícula e ter uma trajetória circular ao redor do núcleo, ele, na verdade, constitui uma onda que se propaga ao redor do núcleo de forma circular, de modoque sua propagação acontece sempre com números inteiros de comprimento (??)” livro-base, p. 90. Questão 9/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "No início do século XIX, Lavoisier demonstrou a importância de desenvolver leis químicas quantitativas e enunciou o principio de conservação das massas, segundo o qual, durante o processo químico, ocorrem transformações das substâncias reagentes em outras substâncias sem que haja perdas nem ganhos de matéria. Desse modo, todos os átomos das substâncias reagentes devem ser encontrados nas moléculas dos produtos, nas quais eles estão combinados de outra forma. Lavoisier também propôs que deve ocorrer uma conservação das cargas elétricas e que a carga total dos produtos deve ser igual à carga total dos reagentes." 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. 30. Considerando o fragmento de texto introduzindo a importância de Lavoisier 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. Propôs que o oxigênio é um dos elementos que constituem o ar. II. Afirmou que a quantidade de calor necessária para decompor uma substância é a mesma que ela libera durante sua formação. III. Provou empiricamente que a matéria não é formada pelos quatro elementos (ar, água, terra e fogo), mas por átomos. IV. Batizou o elemento Hidrogênio. V. Publicou a primeira versão da organização dos elementos químicos na forma da tabela periódica. As afirmativas que correspondem a contribuições de Lavoisier para a química são, somente: Nota: 10.0 A II, III e IV B I, II e III C I, IV e V D I, II e IV Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! "O cientista irlandês Robert Boyle [...] provou empiricamente que a matéria não é formada pelos quatro elementos (água, ar, fogo e terra), e sim por átomos e suas combinações.[...]Entre as principais descobertas experimentais e contribuições de Lavoisier para a química, destacam-se: A quantidade de calor (Q) necessária para decompor uma substância é a mesma que ela libera durante sua formação. Oxigênio (O): Lavoisier propôs que esse elemento constitui o ar, sendo o material essencial para a respiração animal, para a queima de um combustível (combustão) e para as oxidações. A proposta de que o oxigênio é fundamental para a combustão foi responsável por invalidar a teoria do flogisto. Hidrogênio (H): esse nome significa, em grego, 'gerador de água”. A sugestão dessa nomenclatura veio da constatação de que, durante a combustão, o hidrogênio combina-se com o oxigênio, formando a água." (livro-base, p.29-31). "Em 1869, o quimico Dmitri Mendeleev apresentou à Sociedade Química da Rússia uma tabela periódica na qual organizara os elementos químicos com base em experimentos que permitiam medir suas propriedades químicas e físicas" (livro-base, p.32). E III, IV e V Questão 10/10 - Química Quântica Os estudos anteriores ao século XX sempre apontaram um comportamento distinto de partículas, caracterizadas por posições e velocidades e ondas, como as ondas eletromagnéticas que possuem comprimento de onda (??) e frequência (??) inversamente proporcionais e ligados pela velocidade da luz (cc) através da relação ?=c??=c?. Assim, um dos aspectos mais fascinantes da Mecânica Quântica é a dualidade onda partícula das ondas eletromagnéticas, onde essas características “coexistem”. O fóton, um pequeno “pacote de onda”, possui comportamento de partícula e sua energia (EE) é proporcional ao comprimento de onda (??) a partir da relação E=h?E=h?, onde hh é a constante de Planck. 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 das ondas eletromagnéticas: 1. ƒX aplicados na medicina diagnóstica. 2. A radiação ultravioleta utilizada na esterilização de materiais cirúrgicos. 3. As Micro-ondas usadas em redes locais sem fio, como o bluetooth. 4. A radiação gama utilizada em radioterapia. 5. Os raios infravermelhos, emitidos pelo corpo humano 6. A radiação visíviel, emitida por alguns tipos de LEDs Agora, assinale a alternativa que apresenta as radiações eletromagnéticas listadas em ordem CRESCENTE de energia dos fótons: Nota: 10.0 A 4-1-2-6-5-3 Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! “A seguir, apresentamos uma breve descrição das principais radiações eletromagnéticas, elencadas do menor comprimento de onda para o maior: Radiação gama (γ�) [...] Raio X [...] Ultravioleta (UV) [...] Radiação visível (luz) [...] Infravermelho (IV) [...] Micro-ondas [...] Rádio [...].” livro-base, p. 63-64. Dado que o comprimento de onda (λ�) é inversamente proporcional à frequência (ν�) de acordo com a relação λ=cν�=�� onde $c$ é a velocidade da luz; e a energia do fóton (E�) é proporcional à frequência (ν�) de E=hν�=ℎ� onde $h$ é a constante de Planck, a ordem fica na sequência apresentada acima e, portanto: (energia dos fótons de raios gama-4) > (energia dos fótons de raios x-1) > (energia dos fótons de UV-2) > (energia dos fótons de radiação visível-6) >(energia dos raios infravermelhos-5)> (energia dos fótons de micro-ondas-3). B 1-6-3-5-4-2 C 5-6-3-2-4-1 D 4-2-6-3-5-1 E 3-6-4-1-5-2 Questão 1/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "As tentativas iniciais de ordenação das substâncias elementares surgiram no século XVIII e se basearam nas características e propriedades que as substâncias elementares demonstravam, pois não era conhecida a descontinuidade da matéria, uma vez que a Química ainda estava em um nível macroscópico, foi então que Lavoisier mostra uma tabela com 33 substâncias elementares no seu famoso livro Tratado Elementar de Química, em seguida a comissão composta por: Louis-Bernard Guyton (1737-1816), Claude - Louis Berthollet (1748-1822), Antoine Fourcroy (1755-1809) e Lavoisier (1743-1794), entre outros publicaram em 1787, em Paris, a “Méthode de Nomenclature Chimique” Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: OLIVEIRA, V. B., BORALHO P. O., ALMEIDA JR. R. N. F., MASCARENHAS, M. A., COSTA D, Tabela periódica: Uma tecnologia Educacional Histórica. Revista Eletrônica Debates em Educação Científica e Tecnológica, ISSN 2236-2150 – V. 05, N. 04, p. 168-186, Dezembro, 2015 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 proposições a respeito da tabela periódica: I. Foram necessários diversos cientistas para aprimorar a tabela periódica desenvolvida inicialmente por Dimitri Mendeleev, que já continha elementos a serem descobertos. PORQUE II. Dada a dificuldade da organização dos elementos, foram desenvolvidas tabelas periódicas em formatos curiosos, como a espiral de Heinrich Baumhauer. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 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. Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! "A tabela que conhecemos hoje é diferente da proposta por Mendeleev em relação â organização e à quantidade de elementos. Muitos modelos foram propostos no decorrer do tempo, e um exemplo que ganhou destaque foi o de Heinrich Baumhauer, publicado em 1870. Nesse modelo, o átomo de hidrogênio ocupa o centro da tabela, a organização é uma espiral crescente de acordo com o crescimento da massa atômica, e os elementos que estão no mesmo raio apresentam propriedades comuns." livro-base, p.33. E As asserções I e II são proposições falsas. Questão 2/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Ao contrário da maioria dos físicos da época, Niels Bohr se interessou em problemas mais diretamente relacionados com Química. Este interesse, frequentemente atribuído à grande amizade com o físico-químico húngaro George de Hevesy (ganhador do Prêmio Nobel de Química em 1943), resultou na extensão da teoria de Bohr não somente para átomos "hidrogênicos", mas também para átomos polieletrônicos. A abordagem de Bohr nesta fase consistiu em analisar o número de elétrons passíveis de serem acomodados em sucessivas orbitas. Apesar do sucesso na descrição do átomo de hidrogênio [...]. Entretanto, as ideias de Bohr foram fundamentais para descrever a tabela periódica dos elementos químicos em função da configuração eletrônica dos átomos." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: RIVEROS J. M., O legado de Niels Bohr Química Nova [online]. 2013, v. 36, n. 7 p. 931-932. https://doi.org/10.1590/S0100-40422013000700001 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 acerca da importância do modelo de Bohr a seguir e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Segundo o modelo de Bohr o elétron realiza uma órbita circular em torno do núcleo. II. ( ) Para ser enquadrado no modelo de Bohr, o momento angular dos elétrons deve ser quantizado em múltiplos inteiros de h/2p (constante de Planck sobre 2 pi). III. ( ) Ao passar de um estado estacionário com energia mais baixa para um com energia mais alta, o elétron emite um fóton. IV. ( ) Ao passar de um estado estacionário com energia mais alta para um com energia mais baixa, o elétron emite um fóton. V. ( ) O modelo de Bohr, dada sua forma, é conhecido como "pudim de passas" Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 10.0 A V-V-F-V-F Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! “Para realizar seu trabalho, Bohr partiu dos seguintes postulados: 1. O elétron só pode ocupar estados estacionários no átomo e, neles, a energia é fixa e definida. 2. (I) Ao ocupar um dos estados correspondentes ao primeiro postulado, o elétron descreve uma órbita circular ao redor do núcleo. 3. (II) Os estados estacionários permitidos são aqueles nos quais o momento angular (⃗L�→) do elétron é quantizada em múltiplos inteiros (n�) de h2πℎ2�. Assim: ⃗L=⃗p×⃗r=mvr=n2π�→=�→×�→=���=�2� Em que ⃗p�→ e o momento linear do elétron (⃗p=m⃗v�→=��→), ⃗v�→ é sua velocidade e ⃗r�→ é o raio de sua órbita.” 4. No estado estacionário, o elétron não emite radiação. (III e IV) Sua passagem de um estado para outro é condicionada à absorção ou à emissão de um fóton com energia hνℎ�, correspondente à diferença de energia entre os dois estados. Assim, temos: ΔE=E2−E1Δ�=�2−�1” livro-base, p. 66-67. (V) Já de acordo com o livro-base, p. 25, o termo ""pudim de passas"" se refere ao modelo de Thomson B F-V-V-F-F C V-F-V-F-V D F-F-V-F-V E V-F-F-V-V Questão 6/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "[...]Heisenberg se dedica a mostrar que embora para cada conceito mecânico tomado individualmente não haja, nem mesmo no domínio quântico, falta deexperimentos capazes de lhe conferir legitimidade física, a quantização característica desse domínio impede que a posição e o momentum possam ser determinados experimentalmente aomesmo tempo com precisão ilimitada. Para isso, Heisenberg introduz o seu famoso experimento de pensamento do microscópio de raios gama. A análise que faz é porém excessivamentequalitativa, e passa por cima de um aspecto crucial, notado por Bohr antes mesmo de o artigo ser publicado." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: CHIBENI, S. S., Certezas e incertezas sobre as relações de Heisenberg, Campinas: Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 27, n. 2, p. 181-192, 2005 https://www.unicamp.br/~chibeni/public/heisenberg.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 acerca do princípio da incerteza de Heisenberg: I. A partir do princípio da incerteza de Heisenberg, o comportamento do elétron passou a ser interpretado de uma forma determinística em vez de probabilística. II. Segundo o princípio da incerteza não é possível medir de forma simultânea a velocidade e a posição de uma partícula. III. Além da posição e momento, o princípio da incerteza pode ser aplicado a outros pares de grandezas complementares, como a energia e o tempo. IV. Do princípio da incerteza de Heisenberg, podemos concluir que o produto das incertezas de velocidade e posição deve ser igual à constante de Planck. V. O sinal "maior ou igual" no enunciado do princípio da incerteza indica que o produto das incerteza apresenta um valor máximo, o que implica que posição e momento podem ser simultaneamente incertos. Estão corretas apenas as afirmativas: Nota: 10.0 A I, III e V B I, II e V C II, III e V Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! “A forma de abordagemem relação à interpretação do comportamento do elétron deixou de ser determinística, passando a ser probabilística." livro-base, p. 220 “Heisenberg sugeriu que a posição x e a quantidade de movimento p são grandezas complementares, assim como a energia E e o tempo t.” livro-base, p. 97. A equação Δx⋅Δp≥ℏ/2Δ�⋅Δ�≥ℏ/2, (livro-base, p. 97) indica que a incerteza na posição ΔxΔ� deve aumentar com a diminuição da incerteza no momento ΔpΔ� (ou vice-versa), uma vez que o produto de ambas não pode ultrapassar a constante ℏ/2ℏ/2. D I, II e IV E III, IV e V Questão 10/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Raios gama, assim como os raios X, são radiações eletromagnéticas, que não possuem carga, nem massa. Estas radiações, exatamente como a luz visível, propagam-se na forma de “pacotes” de energia, denominados fótons. Cada fóton corresponde a um valor fundamental de energia, o quantum. São bastante penetrantes e provocam ionização de forma indireta. Três efeitos, decorrentes destes tipos de radiações, podem ocorrer na interação com a matéria: o efeito fotoelétrico, o efeito Compton e a produçãode pares. A energia de cada fóton e o número atômico do material onde está penetrando é que determinam o tipo de interação predominante." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: EICHER M. L., CALVETE M. H. H., SALGADO T. D. M., Módulos para o Ensino de Radioatividade, UFRGS (AEQ), p. 21, http://www.iq.ufrgs.br/aeq/html/publicacoes/matdid/livros/pdf/radio.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 a seguir a respeito da dualidade onda-partícula da Mecânica Quântica e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Isaac Newton defendia que a luz possui natureza corpuscular. II. ( ) Segundo Christiaan Huygens, a luz apresenta comportamento tanto de onda, quanto de partícula. III. ( ) A partir da Física Quântica, compreende-se que a luz pode apresentar tanto comportamento corpuscular, quanto de onda. IV. ( ) Isaac Newton defendia que a luz possui natureza ondulatória. V. ( ) Christiaan Huygens, defendeu a hipótese de que a luz apresenta comportamento puramente ondulatório. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 10.0 A F-V-V-V-F B V-F-F-F-V C F-V-F-V-F D F-F-V-V-V E V-F-V-F-V Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! "(I) A natureza da luz foi o foco de muitas pesquisas durante o século XVII. (II) Newton defendia sua natureza corpuscular, mas outros pesquisadores, entre eles Huygens, argumentavam que a luz seria proveniente de vibrações que ocorrem no meio, assim como o som. [...] A resposta a essa situação proveio de Einstein, quando propôs que a luz tem natureza dual, ou seja, ela não é apenas formada por partículas e também não se caracteriza apenas por se propagar como uma onda: as duas características constituem sua natureza." (livro-base, p.21-24) Questão 4/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "O modelo de Schrödinger aplicado ao átomo de hidrogênio é obtido considerando-se a equação de onda que descreve o comportamento de um elétron girando em torno de um próton e a força de atração que resulta da interação da atração elétrica entre eles. A resolução é matematicamente complexa e é empregada para obter a equação de onda ??. Os cálculos realizados para o átomo de hidrogênio levam em conta o conceito de orbital como uma região do espaço em que é mais provável encontrar um elétron, em contraposição à ideia de Bohr, que previu um lugar específico para as órbitas. Os números quânticos (n, l, m) associados ao elétron são utilizados para determinar o orbital que ele ocupa e seu nível de energia." 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. 101. 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 número quântico principal (n) está relacionado à distância do orbital ao núcleo do átomo. II. O número quântico definido pela direção espacial do orbital pode assumir valores inteiros de 0 a n - 1. III. O número quântico vinculado ao formato do orbital pode assumir valores associado às letras s, p, d, f, g, h... IV. O número quântico n pode assumir valores inteiros a partir de 0. V. O número quântico m pode assumir valores inteiros de 0 a l. Estão corretas apenas as afirmativas: Nota: 10.0 A II e IV B I e V C II e III D I e III Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! Para cada um dos números quânticos, admite-se que seus valores estejam entre os intervalos mostrados a seguir: * (IV) n=1,2,3,...n=1,2,3,... * (II) l=0,1,2,3,...,n-1l=0,1,2,3,...,n-1 * (V) m=-l,-l+1,...,l-1,lm=-l,-l+1,...,l-1,l A geometria dos orbitais é definida pelo número quântico, de modo que: * (I) nn define a distância do orbital ao núcleo do átomo; * ll define o formato do orbital; * mm define a direção espacial do orbital. Vinculados aos valores do número quântico principal n, temos as camadas representadas pelas letras K (n=1n=1), L (n=2n=2), M (n=3n=3), e assim por diante. (III) Já os valores do número quântico orbital ll são conhecidos como subníveis e associados às letras: * l=1?l=1? s = sharp * l=2?l=2? p = principal * l=3?l=3? d = diffuse * l=4?l=4? f = fundamental A partir de ll = 5, segue-se a ordem alfabética: l=5?gl=5?g; l=6?hl=6?h, e assim por diante. (Livro-base, p. 101-102) E II e V Questão 1/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Raios gama, assim como os raios X, são radiações eletromagnéticas, que não possuem carga, nem massa. Estas radiações, exatamente como a luz visível, propagam-se na forma de “pacotes” de energia, denominados fótons. Cada fóton corresponde a um valor fundamental de energia, o quantum. São bastante penetrantes e provocam ionização de forma indireta. Três efeitos, decorrentes destes tipos de radiações, podem ocorrer na interação com a matéria: o efeito fotoelétrico, o efeito Compton e a produçãode pares. A energia de cada fóton e o número atômico do material onde está penetrando é que determinam o tipo de interação predominante." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: EICHER M. L., CALVETE M. H. H., SALGADO T. D. M., Módulos para o Ensino de Radioatividade, UFRGS (AEQ), p. 21, http://www.iq.ufrgs.br/aeq/html/publicacoes/matdid/livros/pdf/radio.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 a seguir a respeito da dualidade onda-partícula da Mecânica Quântica e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Isaac Newton defendia que a luz possui natureza corpuscular. II. ( ) Segundo Christiaan Huygens, a luz apresenta comportamento tanto de onda, quanto de partícula. III. ( ) A partir da Física Quântica, compreende-se que a luz pode apresentar tanto comportamento corpuscular, quanto de onda. IV. ( ) Isaac Newton defendia que a luz possui natureza ondulatória. V. ( ) Christiaan Huygens, defendeu a hipótese de que a luz apresenta comportamento puramente ondulatório. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A F-V-V-V-F B V-F-F-F-V Você assinalou essa alternativa (B) C F-V-F-V-F D F-F-V-V-V E V-F-V-F-V "(I) A natureza da luz foi o foco de muitas pesquisas durante o século XVII. (II) Newton defendia sua natureza corpuscular, mas outros pesquisadores, entre eles Huygens, argumentavam que a luz seria proveniente de vibrações que ocorrem no meio, assim como o som. [...] A respostaa essa situação proveio de Einstein, quando propôs que a luz tem natureza dual, ou seja, ela não é apenas formada por partículas e também não se caracteriza apenas por se propagar como uma onda: as duas características constituem sua natureza." (livro-base, p.21-24) Questão 2/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Alguns elétrons podem ser ejetados com uma energia cinética em torno de zero e outros com energia cinética máxima, dependendo da região de onde os elétrons são extraídos. Assim, a conservação da energia estabelece que: Kmax=E-FKmax=E-F, o KmaxKmax é a energia cinética máxima do fotoelétron ejetado, EE é a energia fornecida pela radiação e FF representa a chamada função trabalho, quantidade de energia necessária para extrair o elétron do material." Observe a Tabela: Elemento FF(eV) Cádmio (Cd) 4,08 Carbono (C) 5 Cério (Ce) 2,59 Cobalto (Co) 5 Gadolínio (Gd) 2,9 Manganês (Mn) 4,1 Rubídio (Rb) 2,261 Térbio (Tb) 3 Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: CABRAL, J. C., Efeito Fotoelétrico : uma abordagem a partir do estudo de circuitos elétricos. Lavras : UFLA, 2015, p. 22. Já os dados da tabela foram retirados de HAYNES, W. M. (Ed.), CRC handbook of chemistry and physics, 95ª ed., Oakville, MO: Apple Academic Press, 2014 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 efeito fotoelétrico e a função trabalho: 1. Um fóton de ultravioleta com 9 eV sobre uma superfície de cobalto 2. Um fóton de raios-x com 1,24 keV sobre uma superfície de cádmio 3. Um fóton de ultravioleta com 8 eV sobre uma superfície de térbio 4. Um fóton de radiação gama com 41 keV sobre uma superfície de manganês 5. Um fóton de ultravioleta com 7 eV sobre uma superfície de carbono 6. Um fóton de luz visível com 2,49 eV sobre uma superfície de rubídio Agora, assinale a alternativa que apresenta os processos listados em ordem CRESCENTE de energia cinética dos elétrons ejetados devido aos fótons: Nota: 10.0 A 6-4-2-1-3-5 B 5-6-1-3-2-4 C 4-2-3-1-5-6 Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! Segundo o livro-base (p.44), a energia do fóton no efeito fotoelétrico é dada por: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ onde h=6.626⋅10−34 J\cdot sℎ=6.626⋅10−34 J\cdot s é a constante de Planck, ν� é a frequência do fóton incidente e ΦΦ é a função trabalho temos que, para cada caso: 1. hν=9 eVℎ�=9 eV, Φ=5 eVΦ=5 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=9−5⇒Ec=4 eV��=9−5⇒��=4 eV 2. hν=1,24 keV=1240 eVℎ�=1,24 keV=1240 eV, Φ=4 eVΦ=4 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=1240−4,08⇒Ec=1236 eV��=1240−4,08⇒��=1236 eV 3. hν=8 eVℎ�=8 eV, Φ=3 eVΦ=3 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=8−3⇒Ec=5 eV��=8−3⇒��=5 eV 4. hν=41 keVℎ�=41 keV, Φ=4,1 eVΦ=4,1 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=41000−4,1⇒Ec=40,996 keV��=41000−4,1⇒��=40,996 keV 5. hν=7 eVℎ�=7 eV, Φ=5 eVΦ=5 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=7−5⇒Ec=2 eV��=7−5⇒��=2 eV 6. hν=2,49 eVℎ�=2,49 eV, Φ=2,261 eVΦ=2,261 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=2,49−2,261⇒Ec=0,229 eV��=2,49−2,261⇒��=0,229 eV Uma vez que 40006>1236>5>4>2>0,22940006>1236>5>4>2>0,229, a ordem fica: 4, 2, 3, 1, 5, 6. D 3-1-2-4-6-5 E 4-6-5-1-2-3 Questão 3/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "A princípio, a curiosidade e o instinto investigativo do ser humano o levaram a procurar explicações sobre a origem e a constituição do Universo. Durante séculos, os estudos realizados para encontrar essas explicações pertenceram às áreas relacionadas à filosofia e à religião, de modo que ainda não havia a classificação da física como uma ciência independente. A cisão entre essas áreas foi possibilitado pela sistematização da metodologia de pesquisa por meio da utilização do método experimental ou científico.[...] Entre os séculos XVII e XVIII, vários campos de pesquisa alcançaram um enorme progresso." 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. 16 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 que apresentam alguns eventos historicamente relevantes para a ciência: 1. Teoria ondulatória da luz de Christiaan Huygens 2. Teoria da Relatividade Restrita de Albert Einstein 3. Modelo heliocêntrico de Nicolau Copérnico 4. A concepção do calor como forma de energia 5. Conceito de átomo por Léucipo e Demócrito Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência cronológica correta de tais eventos: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A 2-1-4-5-3 B 5-4-3-1-2 C 3-4-5-2-1 Você assinalou essa alternativa (C) D 4-5-3-2-1 E 5-3-1-4-2 "Entre as muitas descobertas e produções científicas que surgiram nesse contexto histórico, podemos destacar o conceito de átomo, estudado por Léucipo e Demócrito por volta de 400 a.C." (livro-base, p.17). O modelo heliocêntrico foi proposto por Nicolau Copérnico no século XVI (livro-base, p.17); a teoria ondulatória de Christiaan Huygens foi proposta entre os séculos XVII e XVIII (livro-base, p.18); "A partir do fim do século XVIII e ao longo do século XIX, houve um grande avanço nas investigações sobre termodinâmica. [...] Benjamin Thompson, ao observar a perfuração de canos de canhões, percebeu que eles se aqueciam e, então, constatou que o calor pode ser produzido por meio do atrito, tornando-se, por isso, o primeiro a analisar a equivalente mecânica do calor. Após a constatação de Thompson, passou-se a conceber o calor como uma forma de energia, e até hoje o definimos assim."(livro-base, p.19); "a fisica moderna e a física quântica, que tiveram seu apogeu de desenvolvimento nos séculos XIX e XX [...] Na mesma época, Albert Einstein publicou a teoria darelatividade restrita,"(livro-base, p.19-20). Questão 4/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Anos depois de Einstein afirmar que a luz é constituída de partículas, Arthur Holly Compton, em 1923, realizou testes que ficaram conhecidos como experiências de Compton. Nos experimentos realizados por ele, um feixe de raios X com comprimento de onda (??) incidia em um alvo de grafite. O objetivo era medir a intensidade dos raios X espalhados em função de seu comprimento de onda, considerando-se vários ângulos de incidência para, então, determinar as medidas de dispersão. Os resultados obtidos mostraram que, mesmo com o comprimento de onda (??) do raio X incidente sendo fixo, apenas alguns dos raios X espalhados apresentavam o comprimento de onda incidente, enquanto outros tinham comprimento de onda maior que o dos raios X espalhados." 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. 56 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 respeito dos experimentos de Compton a seguir e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Em seus experimentos, Compton constatou que o comprimento da onda espalhada tinha tamanho menor que o comprimento de onda incidente. II. ( ) Compton chegou à conclusão de que a alteração no comprimento de onda em seu experimento não pode ser explicado usando uma onda eletromagnética clássica. III. ( ) A alteração do comprimento de onda se deve, segundo Compton e Debye, à colisão dos fótons com elétrons livres do alvo e a transferência de parte de sua energia. IV. ( ) Os experimentos de Compton apontaram um espalhamento de radiação com comprimento de onda diferente da incidente e fótons com maior energia quando comparada à original. V. ( ) No experimento realizado por Compton o comprimento de onda dos fótonsincidentes ocorre devido à função trabalho. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A F-V-F-V-F B V-F-F-F-V Você assinalou essa alternativa (B) C F-V-V-F-F I-F; II-V; III-V; IV-F; V-F “(I) Em seu estudo, Compton denominou o comprimento de onda espalhado (com tamanho maior que o comprimento de onda incidente) de λ′�′ e definiu que sua ocorrência é maior que a do comprimento de onda incidente em uma quantidade ΔλΔ�. [...] (II) Ao analisar os resultados obtidos por meio de seus experimentos, Compton chegou à conclusão de que o comprimento de onda λ′�′ não pode ser explicado considerando-se a propagação do raio X como uma onda eletromagnética clássica. [...] (III) Arthur Compton e Peter Debye, de forma independente, interpretaram os resultados desses experimentos propondo que o raio X incidente não é uma onda de frequência ν�, e sim um conjunto de fótons com energia E=hν�=ℎ�. Assim, os fótons emitidos pelo raio X colidem com os elétrons livres do alvo e transferem energia por meio dessas colisões. (IV)Ao colidir com os elétrons, o fóton transfere parte de sua energia para eles, de modo que, após o espalhamento, sua energia passa a ser E'E' (menor que EE inicial).” livro-base, p. 56-59. (V) Do livro-base, p. 44, a Função trabalho se refere ao efeito fotoelétrico, não ao Compton. D V-F-V-F-V E F-F-V-V-F Questão 5/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "No início do século XIX, Lavoisier demonstrou a importância de desenvolver leis químicas quantitativas e enunciou o principio de conservação das massas, segundo o qual, durante o processo químico, ocorrem transformações das substâncias reagentes em outras substâncias sem que haja perdas nem ganhos de matéria. Desse modo, todos os átomos das substâncias reagentes devem ser encontrados nas moléculas dos produtos, nas quais eles estão combinados de outra forma. Lavoisier também propôs que deve ocorrer uma conservação das cargas elétricas e que a carga total dos produtos deve ser igual à carga total dos reagentes." 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. 30. Considerando o fragmento de texto introduzindo a importância de Lavoisier 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. Propôs que o oxigênio é um dos elementos que constituem o ar. II. Afirmou que a quantidade de calor necessária para decompor uma substância é a mesma que ela libera durante sua formação. III. Provou empiricamente que a matéria não é formada pelos quatro elementos (ar, água, terra e fogo), mas por átomos. IV. Batizou o elemento Hidrogênio. V. Publicou a primeira versão da organização dos elementos químicos na forma da tabela periódica. As afirmativas que correspondem a contribuições de Lavoisier para a química são, somente: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A II, III e IV B I, II e III C I, IV e V D I, II e IV "O cientista irlandês Robert Boyle [...] provou empiricamente que a matéria não é formada pelos quatro elementos (água, ar, fogo e terra), e sim por átomos e suas combinações.[...]Entre as principais descobertas experimentais e contribuições de Lavoisier para a química, destacam-se: A quantidade de calor (Q) necessária para decompor uma substância é a mesma que ela libera durante sua formação. Oxigênio (O): Lavoisier propôs que esse elemento constitui o ar, sendo o material essencial para a respiração animal, para a queima de um combustível (combustão) e para as oxidações. A proposta de que o oxigênio é fundamental para a combustão foi responsável por invalidar a teoria do flogisto. Hidrogênio (H): esse nome significa, em grego, 'gerador de água”. A sugestão dessa nomenclatura veio da constatação de que, durante a combustão, o hidrogênio combina-se com o oxigênio, formando a água." (livro-base, p.29-31). "Em 1869, o quimico Dmitri Mendeleev apresentou à Sociedade Química da Rússia uma tabela periódica na qual organizara os elementos químicos com base em experimentos que permitiam medir suas propriedades químicas e físicas" (livro-base, p.32). E III, IV e V Você assinalou essa alternativa (E) Questão 6/10 - Química Quântica Os estudos anteriores ao século XX sempre apontaram um comportamento distinto de partículas, caracterizadas por posições e velocidades e ondas, como as ondas eletromagnéticas que possuem comprimento de onda (??) e frequência (??) inversamente proporcionais e ligados pela velocidade da luz (cc) através da relação ?=c??=c?. Assim, um dos aspectos mais fascinantes da Mecânica Quântica é a dualidade onda partícula das ondas eletromagnéticas, onde essas características “coexistem”. O fóton, um pequeno “pacote de onda”, possui comportamento de partícula e sua energia (EE) é proporcional ao comprimento de onda (??) a partir da relação E=h?E=h?, onde hh é a constante de Planck. 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 das ondas eletromagnéticas: 1. Os Raios-X aplicados na medicina diagnóstica. 2. A radiação ultravioleta utilizada na esterilização de materiais cirúrgicos. 3. As Micro-ondas usadas em redes locais sem fio, como o bluetooth. 4. A radiação gama utilizada em radioterapia. 5. Os raios infravermelhos, emitidos pelo corpo humano 6. A radiação visíviel, emitida por alguns tipos de LEDs Agora, assinale a alternativa que apresenta as radiações eletromagnéticas listadas em ordem CRESCENTE de energia dos fótons: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A 4-1-2-6-5-3 “A seguir, apresentamos uma breve descrição das principais radiações eletromagnéticas, elencadas do menor comprimento de onda para o maior: Radiação gama (γ�) [...] Raio X [...] Ultravioleta (UV) [...] Radiação visível (luz) [...] Infravermelho (IV) [...] Micro-ondas [...] Rádio [...].” livro-base, p. 63-64. Dado que o comprimento de onda (λ�) é inversamente proporcional à frequência (ν�) de acordo com a relação λ=cν�=�� onde $c$ é a velocidade da luz; e a energia do fóton (E�) é proporcional à frequência (ν�) de E=hν�=ℎ� onde $h$ é a constante de Planck, a ordem fica na sequência apresentada acima e, portanto: (energia dos fótons de raios gama-4) > (energia dos fótons de raios x-1) > (energia dos fótons de UV-2) > (energia dos fótons de radiação visível-6) >(energia dos raios infravermelhos-5) > (energia dos fótons de micro-ondas-3). B 1-6-3-5-4-2 Você assinalou essa alternativa (B) C 5-6-3-2-4-1 D 4-2-6-3-5-1 E 3-6-4-1-5-2 Questão 7/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "A mecânica quântica revolucionou os estudos da física ao investigar o comportamento da matéria e da energia em uma escala atômica e subatômica. Por esse motivo, tornou-se essencial para o entendimento de forças fundamentais da natureza, com exceção da força gravitacional. Sua concordância com as evidências experimentais tornou-a também importante para explicar diversos campos de estudo da física, da química e da biologia, como o eletromagnetismo, a física das partículas, a física da matéria condensada, a teoria das ligações químicas, a biologia estrutural e os princípios básicos de eletrônica e nanotecnologia.Atualmente, dividimos os conhecimentos sistematizados na mecânica quântica em antiga mecânica quântica e mecânica quântica moderna." 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. 53. 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 dos estudos deBohr e de Broglie: I. Embora tenha ajudado a explicar o modelo atômico de Bohr, a antiga mecânica quântica de Bohr ainda era incompleta, uma vez que ainda estava em desenvolvimento. PORQUE II. Após a hipótese onda-partícula de Louis de Broglie em 1924 iniciou-se a nova Mecânica Quântica, que causou a eliminação dos conceitos pré-estabelecidos de quantização de energia. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da primeira. Você assinalou essa alternativa (A) B A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. “Bohr também utilizou a teoria quântica e, em 1913, explicou seu modelo atômico por meio dela. Além desses trabalhos, que foram os que mais ganharam destaque no início do século XX, foram publicados diversos outros alicerçados na teoria de Planck. Esses trabalhos são as bases da antiga mecânica quântica, que perdurou de 1900 até a década de 1920. Louis de Broglie, em 1924, propôs a hipótese da dualidade onda-partícula, considerada o ponto de partida de uma variante mais sofisticada e completa da mecânica quântica, que passou a ser chamada nova mecânica quântica ou nova física.” livro-base, p. 54. C As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da primeira. D A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. E As asserções I e II são proposições falsas. Questão 8/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "[...]Heisenberg se dedica a mostrar que embora para cada conceito mecânico tomado individualmente não haja, nem mesmo no domínio quântico, falta deexperimentos capazes de lhe conferir legitimidade física, a quantização característica desse domínio impede que a posição e o momentum possam ser determinados experimentalmente aomesmo tempo com precisão ilimitada. Para isso, Heisenberg introduz o seu famoso experimento de pensamento do microscópio de raios gama. A análise que faz é porém excessivamentequalitativa, e passa por cima de um aspecto crucial, notado por Bohr antes mesmo de o artigo ser publicado." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: CHIBENI, S. S., Certezas e incertezas sobre as relações de Heisenberg, Campinas: Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 27, n. 2, p. 181-192, 2005 https://www.unicamp.br/~chibeni/public/heisenberg.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 acerca do princípio da incerteza de Heisenberg: I. A partir do princípio da incerteza de Heisenberg, o comportamento do elétron passou a ser interpretado de uma forma determinística em vez de probabilística. II. Segundo o princípio da incerteza não é possível medir de forma simultânea a velocidade e a posição de uma partícula. III. Além da posição e momento, o princípio da incerteza pode ser aplicado a outros pares de grandezas complementares, como a energia e o tempo. IV. Do princípio da incerteza de Heisenberg, podemos concluir que o produto das incertezas de velocidade e posição deve ser igual à constante de Planck. V. O sinal "maior ou igual" no enunciado do princípio da incerteza indica que o produto das incerteza apresenta um valor máximo, o que implica que posição e momento podem ser simultaneamente incertos. Estão corretas apenas as afirmativas: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A I, III e V B I, II e V C II, III e V “A forma de abordagem em relação à interpretação do comportamento do elétron deixou de ser determinística, passando a ser probabilística." livro-base, p. 220 “Heisenberg sugeriu que a posição x e a quantidade de movimento p são grandezas complementares, assim como a energia E e o tempo t.” livro-base, p. 97. A equação Δx⋅Δp≥ℏ/2Δ�⋅Δ�≥ℏ/2, (livro-base, p. 97) indica que a incerteza na posição ΔxΔ� deve aumentar com a diminuição da incerteza no momento ΔpΔ� (ou vice-versa), uma vez que o produto de ambas não pode ultrapassar a constante ℏ/2ℏ/2. D I, II e IV Você assinalou essa alternativa (D) E III, IV e V 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. |?(x,t)|4 (psi (x,t)^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 ?(x)=A sin(kx) + B cos(kx). III. A partir da equação de Schrödinger é possível determinar que a energia de uma partícula no espaço livre é dada por E=h²k²/2m. 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: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A III e V B I e II e IV Você assinalou essa alternativa (B) C I, III e V D I e IV E II, III e V A equação de Schrödinger independente do tempo: -?22m?2?(x)?x2+V(x,t)?(x)=E?(x,t)-?22m?2?(x)?x2+V(x,t)?(x)=E?(x,t) pode ser aplicada ao espaço vazio com V(x)=0V(x)=0. A solução da mesma é dada por ?(x)=Asin(kx)+Bcos(kx)?(x)=Asin?(kx)+Bcos?(kx) onde |?(x,t)|2|?(x,t)|2 pode ser interpretado como a densidade de probabilidade da localização da partícula. Já a energia da partícula, a partir da função de onda, fica E=?2k22mE=?2k22m. livro-base, p. 99-100. Questão 10/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "As tentativas iniciais de ordenação das substâncias elementares surgiram no século XVIII e se basearam nas características e propriedades que as substâncias elementares demonstravam, pois não era conhecida a descontinuidade da matéria, uma vez que a Química ainda estava em um nível macroscópico, foi então que Lavoisier mostra uma tabela com 33 substâncias elementares no seu famoso livro Tratado Elementar de Química, em seguida a comissão composta por: Louis-Bernard Guyton (1737-1816), Claude - Louis Berthollet (1748-1822), Antoine Fourcroy (1755-1809) e Lavoisier (1743-1794), entre outros publicaram em 1787, em Paris, a “Méthode de Nomenclature Chimique” Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: OLIVEIRA, V. B., BORALHO P. O., ALMEIDA JR. R. N. F., MASCARENHAS, M. A., COSTA D, Tabela periódica: Uma tecnologia Educacional Histórica. Revista Eletrônica Debates em Educação Científica e Tecnológica, ISSN 2236-2150 – V. 05, N. 04, p. 168-186, Dezembro, 2015 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 proposições a respeito da tabela periódica: I. Foram necessários diversos cientistas para aprimorar a tabela periódica desenvolvida inicialmente por Dimitri Mendeleev,que já continha elementos a serem descobertos. PORQUE II. Dada a dificuldade da organização dos elementos, foram desenvolvidas tabelas periódicas em formatos curiosos, como a espiral de Heinrich Baumhauer. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. B As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da primeira. Você assinalou essa alternativa (B) 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. "A tabela que conhecemos hoje é diferente da proposta por Mendeleev em relação â organização e à quantidade de elementos. Muitos modelos foram propostos no decorrer do tempo, e um exemplo que ganhou destaque foi o de Heinrich Baumhauer, publicado em 1870. Nesse modelo, o átomo de hidrogênio ocupa o centro da tabela, a organização é uma espiral crescente de acordo com o crescimento da massa atômica, e os elementos que estão no mesmo raio apresentam propriedades comuns." livro-base, p.33. E As asserções I e II são proposições falsas. Questão 1/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "A princípio, a curiosidade e o instinto investigativo do ser humano o levaram a procurar explicações sobre a origem e a constituição do Universo. Durante séculos, os estudos realizados para encontrar essas explicações pertenceram às áreas relacionadas à filosofia e à religião, de modo que ainda não havia a classificação da física como uma ciência independente. A cisão entre essas áreas foi possibilitado pela sistematização da metodologia de pesquisa por meio da utilização do método experimental ou científico.[...] Entre os séculos XVII e XVIII, vários campos de pesquisa alcançaram um enorme progresso." 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. 16 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 que apresentam alguns eventos historicamente relevantes para a ciência: 1. Teoria ondulatória da luz de Christiaan Huygens 2. Teoria da Relatividade Restrita de Albert Einstein 3. Modelo heliocêntrico de Nicolau Copérnico 4. A concepção do calor como forma de energia 5. Conceito de átomo por Léucipo e Demócrito Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência cronológica correta de tais eventos: Nota: 10.0 A 2-1-4-5-3 B 5-4-3-1-2 C 3-4-5-2-1 D 4-5-3-2-1 E 5-3-1-4-2 Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! "Entre as muitas descobertas e produções científicas que surgiram nesse contexto histórico, podemos destacar o conceito de átomo, estudado por Léucipo e Demócrito por volta de 400 a.C." (livro-base, p.17). O modelo heliocêntrico foi proposto por Nicolau Copérnico no século XVI (livro-base, p.17); a teoria ondulatória de Christiaan Huygens foi proposta entre os séculos XVII e XVIII (livro-base, p.18); "A partir do fim do século XVIII e ao longo do século XIX, houve um grande avanço nas investigações sobre termodinâmica. [...] Benjamin Thompson, ao observar a perfuração de canos de canhões, percebeu que eles se aqueciam e, então, constatou que o calor pode ser produzido por meio do atrito, tornando-se, por isso, o primeiro a analisar a equivalente mecânica do calor. Após a constatação de Thompson, passou-se a conceber o calor como uma forma de energia, e até hoje o definimos assim."(livro-base, p.19); "a fisica moderna e a física quântica, que tiveram seu apogeu de desenvolvimento nos séculos XIX e XX [...] Na mesma época, Albert Einstein publicou a teoria darelatividade restrita,"(livro-base, p.19-20). Questão 2/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "No início do século XIX, Lavoisier demonstrou a importância de desenvolver leis químicas quantitativas e enunciou o principio de conservação das massas, segundo o qual, durante o processo químico, ocorrem transformações das substâncias reagentes em outras substâncias sem que haja perdas nem ganhos de matéria. Desse modo, todos os átomos das substâncias reagentes devem ser encontrados nas moléculas dos produtos, nas quais eles estão combinados de outra forma. Lavoisier também propôs que deve ocorrer uma conservação das cargas elétricas e que a carga total dos produtos deve ser igual à carga total dos reagentes." 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. 30. Considerando o fragmento de texto introduzindo a importância de Lavoisier 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. Propôs que o oxigênio é um dos elementos que constituem o ar. II. Afirmou que a quantidade de calor necessária para decompor uma substância é a mesma que ela libera durante sua formação. III. Provou empiricamente que a matéria não é formada pelos quatro elementos (ar, água, terra e fogo), mas por átomos. IV. Batizou o elemento Hidrogênio. V. Publicou a primeira versão da organização dos elementos químicos na forma da tabela periódica. As afirmativas que correspondem a contribuições de Lavoisier para a química são, somente: Nota: 10.0 A II, III e IV B I, II e III C I, IV e V D I, II e IV Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! "O cientista irlandês Robert Boyle [...] provou empiricamente que a matéria não é formada pelos quatro elementos (água, ar, fogo e terra), e sim por átomos e suas combinações.[...]Entre as principais descobertas experimentais e contribuições de Lavoisier para a química, destacam-se: A quantidade de calor (Q) necessária para decompor uma substância é a mesma que ela libera durante sua formação. Oxigênio (O): Lavoisier propôs que esse elemento constitui o ar, sendo o material essencial para a respiração animal, para a queima de um combustível (combustão) e para as oxidações. A proposta de que o oxigênio é fundamental para a combustão foi responsável por invalidar a teoria do flogisto. Hidrogênio (H): esse nome significa, em grego, 'gerador de água”. A sugestão dessa nomenclatura veio da constatação de que, durante a combustão, o hidrogênio combina-se com o oxigênio, formando a água." (livro-base, p.29-31). "Em 1869, o quimico Dmitri Mendeleev apresentou à Sociedade Química da Rússia uma tabela periódica na qual organizara os elementos químicos com base em experimentos que permitiam medir suas propriedades químicas e físicas" (livro-base, p.32). E III, IV e V Questão 3/10 - Química Quântica Os estudos anteriores ao século XX sempre apontaram um comportamento distinto de partículas, caracterizadas por posições e velocidades e ondas, como as ondas eletromagnéticas que possuem comprimento de onda (??) e frequência (??) inversamente proporcionais e ligados pela velocidade da luz (cc) através da relação ?=c??=c?. Assim, um dos aspectos mais fascinantes da Mecânica Quântica é a dualidade onda partícula das ondas eletromagnéticas, onde essas características “coexistem”. O fóton, um pequeno “pacote de onda”, possui comportamento de partícula e sua energia (EE) é proporcional ao comprimento de onda (??) a partir da relação E=h?E=h?, onde hh é a constante de Planck. 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 das ondas eletromagnéticas: 1. Os Raios-X aplicados na medicina diagnóstica. 2. A radiação ultravioleta utilizada na esterilização de materiais cirúrgicos. 3. As Micro-ondas usadas emredes locais sem fio, como o bluetooth. 4. A radiação gama utilizada em radioterapia. 5. Os raios infravermelhos, emitidos pelo corpo humano 6. A radiação visíviel, emitida por alguns tipos de LEDs Agora, assinale a alternativa que apresenta as radiações eletromagnéticas listadas em ordem CRESCENTE de energia dos fótons: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A 4-1-2-6-5-3 “A seguir, apresentamos uma breve descrição das principais radiações eletromagnéticas, elencadas do menor comprimento de onda para o maior: Radiação gama (γ�) [...] Raio X [...] Ultravioleta (UV) [...] Radiação visível (luz) [...] Infravermelho (IV) [...] Micro-ondas [...] Rádio [...].” livro-base, p. 63-64. Dado que o comprimento de onda (λ�) é inversamente proporcional à frequência (ν�) de acordo com a relação λ=cν�=�� onde $c$ é a velocidade da luz; e a energia do fóton (E�) é proporcional à frequência (ν�) de E=hν�=ℎ� onde $h$ é a constante de Planck, a ordem fica na sequência apresentada acima e, portanto: (energia dos fótons de raios gama-4) > (energia dos fótons de raios x-1) > (energia dos fótons de UV-2) > (energia dos fótons de radiação visível-6) >(energia dos raios infravermelhos-5) > (energia dos fótons de micro-ondas-3). B 1-6-3-5-4-2 C 5-6-3-2-4-1 Você assinalou essa alternativa (C) D 4-2-6-3-5-1 E 3-6-4-1-5-2 Questão 4/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "A mecânica quântica revolucionou os estudos da física ao investigar o comportamento da matéria e da energia em uma escala atômica e subatômica. Por esse motivo, tornou-se essencial para o entendimento de forças fundamentais da natureza, com exceção da força gravitacional. Sua concordância com as evidências experimentais tornou-a também importante para explicar diversos campos de estudo da física, da química e da biologia, como o eletromagnetismo, a física das partículas, a física da matéria condensada, a teoria das ligações químicas, a biologia estrutural e os princípios básicos de eletrônica e nanotecnologia.Atualmente, dividimos os conhecimentos sistematizados na mecânica quântica em antiga mecânica quântica e mecânica quântica moderna." 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. 53. 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 dos estudos de Bohr e de Broglie: I. Embora tenha ajudado a explicar o modelo atômico de Bohr, a antiga mecânica quântica de Bohr ainda era incompleta, uma vez que ainda estava em desenvolvimento. PORQUE II. Após a hipótese onda-partícula de Louis de Broglie em 1924 iniciou-se a nova Mecânica Quântica, que causou a eliminação dos conceitos pré-estabelecidos de quantização de energia. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da primeira. B A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. “Bohr também utilizou a teoria quântica e, em 1913, explicou seu modelo atômico por meio dela. Além desses trabalhos, que foram os que mais ganharam destaque no início do século XX, foram publicados diversos outros alicerçados na teoria de Planck. Esses trabalhos são as bases da antiga mecânica quântica, que perdurou de 1900 até a década de 1920. Louis de Broglie, em 1924, propôs a hipótese da dualidade onda-partícula, considerada o ponto de partida de uma variante mais sofisticada e completa da mecânica quântica, que passou a ser chamada nova mecânica quântica ou nova física.” livro-base, p. 54. 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. Questão 5/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Alguns elétrons podem ser ejetados com uma energia cinética em torno de zero e outros com energia cinética máxima, dependendo da região de onde os elétrons são extraídos. Assim, a conservação da energia estabelece que: Kmax=E-FKmax=E-F, o KmaxKmax é a energia cinética máxima do fotoelétron ejetado, EE é a energia fornecida pela radiação e FF representa a chamada função trabalho, quantidade de energia necessária para extrair o elétron do material." Observe a Tabela: Elemento FF(eV) Cádmio (Cd) 4,08 Carbono (C) 5 Cério (Ce) 2,59 Cobalto (Co) 5 Gadolínio (Gd) 2,9 Manganês (Mn) 4,1 Rubídio (Rb) 2,261 Térbio (Tb) 3 Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: CABRAL, J. C., Efeito Fotoelétrico : uma abordagem a partir do estudo de circuitos elétricos. Lavras : UFLA, 2015, p. 22. Já os dados da tabela foram retirados de HAYNES, W. M. (Ed.), CRC handbook of chemistry and physics, 95ª ed., Oakville, MO: Apple Academic Press, 2014 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 efeito fotoelétrico e a função trabalho: 1. Um fóton de ultravioleta com 9 eV sobre uma superfície de cobalto 2. Um fóton de raios-x com 1,24 keV sobre uma superfície de cádmio 3. Um fóton de ultravioleta com 8 eV sobre uma superfície de térbio 4. Um fóton de radiação gama com 41 keV sobre uma superfície de manganês 5. Um fóton de ultravioleta com 7 eV sobre uma superfície de carbono 6. Um fóton de luz visível com 2,49 eV sobre uma superfície de rubídio Agora, assinale a alternativa que apresenta os processos listados em ordem CRESCENTE de energia cinética dos elétrons ejetados devido aos fótons: Nota: 10.0 A 6-4-2-1-3-5 B 5-6-1-3-2-4 C 4-2-3-1-5-6 Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! Segundo o livro-base (p.44), a energia do fóton no efeito fotoelétrico é dada por: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ onde h=6.626⋅10−34 J\cdot sℎ=6.626⋅10−34 J\cdot s é a constante de Planck, ν� é a frequência do fóton incidente e ΦΦ é a função trabalho temos que, para cada caso: 1. hν=9 eVℎ�=9 eV, Φ=5 eVΦ=5 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=9−5⇒Ec=4 eV��=9−5⇒��=4 eV 2. hν=1,24 keV=1240 eVℎ�=1,24 keV=1240 eV, Φ=4 eVΦ=4 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=1240−4,08⇒Ec=1236 eV��=1240−4,08⇒��=1236 eV 3. hν=8 eVℎ�=8 eV, Φ=3 eVΦ=3 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=8−3⇒Ec=5 eV��=8−3⇒��=5 eV 4. hν=41 keVℎ�=41 keV, Φ=4,1 eVΦ=4,1 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=41000−4,1⇒Ec=40,996 keV��=41000−4,1⇒��=40,996 keV 5. hν=7 eVℎ�=7 eV, Φ=5 eVΦ=5 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=7−5⇒Ec=2 eV��=7−5⇒��=2 eV 6. hν=2,49 eVℎ�=2,49 eV, Φ=2,261 eVΦ=2,261 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=2,49−2,261⇒Ec=0,229 eV��=2,49−2,261⇒��=0,229 eV Uma vez que 40006>1236>5>4>2>0,22940006>1236>5>4>2>0,229, a ordem fica: 4, 2, 3, 1, 5, 6. D 3-1-2-4-6-5 E 4-6-5-1-2-3 Questão 6/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "As tentativas iniciais de ordenação das substâncias elementares surgiram no século XVIII e se basearam nas características e propriedades que as substâncias elementares demonstravam, pois não era conhecida a descontinuidade da matéria, uma vez que a Química ainda estava em um nível macroscópico, foi então que Lavoisier mostra uma tabela com 33 substâncias elementares no seu famoso livro Tratado Elementar de Química, em seguida a comissão composta por: Louis-Bernard Guyton (1737-1816), Claude - Louis Berthollet (1748-1822), Antoine Fourcroy (1755-1809) e Lavoisier (1743-1794), entre outros publicaram em 1787, em Paris, a “Méthode de Nomenclature Chimique” Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: OLIVEIRA, V. B., BORALHO P. O., ALMEIDA JR. R. N. F., MASCARENHAS, M. A., COSTA D, Tabela periódica: Uma tecnologia EducacionalHistórica. Revista Eletrônica Debates em Educação Científica e Tecnológica, ISSN 2236-2150 – V. 05, N. 04, p. 168-186, Dezembro, 2015 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 proposições a respeito da tabela periódica: I. Foram necessários diversos cientistas para aprimorar a tabela periódica desenvolvida inicialmente por Dimitri Mendeleev, que já continha elementos a serem descobertos. PORQUE II. Dada a dificuldade da organização dos elementos, foram desenvolvidas tabelas periódicas em formatos curiosos, como a espiral de Heinrich Baumhauer. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão 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. "A tabela que conhecemos hoje é diferente da proposta por Mendeleev em relação â organização e à quantidade de elementos. Muitos modelos foram propostos no decorrer do tempo, e um exemplo que ganhou destaque foi o de Heinrich Baumhauer, publicado em 1870. Nesse modelo, o átomo de hidrogênio ocupa o centro da tabela, a organização é uma espiral crescente de acordo com o crescimento da massa atômica, e os elementos que estão no mesmo raio apresentam propriedades comuns." livro-base, p.33. E As asserções I e II são proposições falsas. Questão 7/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Raios gama, assim como os raios X, são radiações eletromagnéticas, que não possuem carga, nem massa. Estas radiações, exatamente como a luz visível, propagam-se na forma de “pacotes” de energia, denominados fótons. Cada fóton corresponde a um valor fundamental de energia, o quantum. São bastante penetrantes e provocam ionização de forma indireta. Três efeitos, decorrentes destes tipos de radiações, podem ocorrer na interação com a matéria: o efeito fotoelétrico, o efeito Compton e a produçãode pares. A energia de cada fóton e o número atômico do material onde está penetrando é que determinam o tipo de interação predominante." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: EICHER M. L., CALVETE M. H. H., SALGADO T. D. M., Módulos para o Ensino de Radioatividade, UFRGS (AEQ), p. 21, http://www.iq.ufrgs.br/aeq/html/publicacoes/matdid/livros/pdf/radio.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 a seguir a respeito da dualidade onda-partícula da Mecânica Quântica e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Isaac Newton defendia que a luz possui natureza corpuscular. II. ( ) Segundo Christiaan Huygens, a luz apresenta comportamento tanto de onda, quanto de partícula. III. ( ) A partir da Física Quântica, compreende-se que a luz pode apresentar tanto comportamento corpuscular, quanto de onda. IV. ( ) Isaac Newton defendia que a luz possui natureza ondulatória. V. ( ) Christiaan Huygens, defendeu a hipótese de que a luz apresenta comportamento puramente ondulatório. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 10.0 A F-V-V-V-F B V-F-F-F-V C F-V-F-V-F D F-F-V-V-V E V-F-V-F-V Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! "(I) A natureza da luz foi o foco de muitas pesquisas durante o século XVII. (II) Newton defendia sua natureza corpuscular, mas outros pesquisadores, entre eles Huygens, argumentavam que a luz seria proveniente de vibrações que ocorrem no meio, assim como o som. [...] A resposta a essa situação proveio de Einstein, quando propôs que a luz tem natureza dual, ou seja, ela não é apenas formada por partículas e também não se caracteriza apenas por se propagar como uma onda: as duas características constituem sua natureza." (livro-base, p.21-24) Questão 8/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "[...]Heisenberg se dedica a mostrar que embora para cada conceito mecânico tomado individualmente não haja, nem mesmo no domínio quântico, falta deexperimentos capazes de lhe conferir legitimidade física, a quantização característica desse domínio impede que a posição e o momentum possam ser determinados experimentalmente aomesmo tempo com precisão ilimitada. Para isso, Heisenberg introduz o seu famoso experimento de pensamento do microscópio de raios gama. A análise que faz é porém excessivamentequalitativa, e passa por cima de um aspecto crucial, notado por Bohr antes mesmo de o artigo ser publicado." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: CHIBENI, S. S., Certezas e incertezas sobre as relações de Heisenberg, Campinas: Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 27, n. 2, p. 181-192, 2005 https://www.unicamp.br/~chibeni/public/heisenberg.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 acerca do princípio da incerteza de Heisenberg: I. A partir do princípio da incerteza de Heisenberg, o comportamento do elétron passou a ser interpretado de uma forma determinística em vez de probabilística. II. Segundo o princípio da incerteza não é possível medir de forma simultânea a velocidade e a posição de uma partícula. III. Além da posição e momento, o princípio da incerteza pode ser aplicado a outros pares de grandezas complementares, como a energia e o tempo. IV. Do princípio da incerteza de Heisenberg, podemos concluir que o produto das incertezas de velocidade e posição deve ser igual à constante de Planck. V. O sinal "maior ou igual" no enunciado do princípio da incerteza indica que o produto das incerteza apresenta um valor máximo, o que implica que posição e momento podem ser simultaneamente incertos. Estão corretas apenas as afirmativas: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A I, III e V B I, II e V Você assinalou essa alternativa (B) C II, III e V “A forma de abordagem em relação à interpretação do comportamento do elétron deixou de ser determinística, passando a ser probabilística." livro-base, p. 220 “Heisenberg sugeriu que a posição x e a quantidade de movimento p são grandezas complementares, assim como a energia E e o tempo t.” livro-base, p. 97. A equação Δx⋅Δp≥ℏ/2Δ�⋅Δ�≥ℏ/2, (livro-base, p. 97) indica que a incerteza na posição ΔxΔ� deve aumentar com a diminuição da incerteza no momento ΔpΔ� (ou vice-versa), uma vez que o produto de ambas não pode ultrapassar a constante ℏ/2ℏ/2. D I, II e IV E III, IV e V Questão 9/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Anos depois de Einstein afirmar que a luz é constituída de partículas, Arthur Holly Compton, em 1923, realizou testes que ficaram conhecidos como experiências de Compton. Nos experimentos realizados por ele, um feixe de raios X com comprimento de onda (??) incidia em um alvo de grafite. O objetivo era medir a intensidade dos raios X espalhados em função de seu comprimento de onda, considerando-se vários ângulos de incidência para, então, determinar as medidas de dispersão. Os resultados obtidos mostraram que, mesmo com o comprimento de onda (??) do raio X incidente sendo fixo, apenas alguns dos raios X espalhados apresentavam o comprimento de onda incidente, enquanto outros tinham comprimento de onda maior que o dos raios X espalhados." 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. 56 Considerando o fragmento de texto e osconteúdos do livro-base BUGALSKI, L. B., GABE, D. A., Química Quântica: Origens e Aplicações, Curitiba: InterSaberes, 2020, analise as assertivas a respeito dos experimentos de Compton a seguir e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Em seus experimentos, Compton constatou que o comprimento da onda espalhada tinha tamanho menor que o comprimento de onda incidente. II. ( ) Compton chegou à conclusão de que a alteração no comprimento de onda em seu experimento não pode ser explicado usando uma onda eletromagnética clássica. III. ( ) A alteração do comprimento de onda se deve, segundo Compton e Debye, à colisão dos fótons com elétrons livres do alvo e a transferência de parte de sua energia. IV. ( ) Os experimentos de Compton apontaram um espalhamento de radiação com comprimento de onda diferente da incidente e fótons com maior energia quando comparada à original. V. ( ) No experimento realizado por Compton o comprimento de onda dos fótons incidentes ocorre devido à função trabalho. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 10.0 A F-V-F-V-F B V-F-F-F-V C F-V-V-F-F Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! I-F; II-V; III-V; IV-F; V-F “(I) Em seu estudo, Compton denominou o comprimento de onda espalhado (com tamanho maior que o comprimento de onda incidente) de λ′�′ e definiu que sua ocorrência é maior que a do comprimento de onda incidente em uma quantidade ΔλΔ�. [...] (II) Ao analisar os resultados obtidos por meio de seus experimentos, Compton chegou à conclusão de que o comprimento de onda λ′�′ não pode ser explicado considerando-se a propagação do raio X como uma onda eletromagnética clássica. [...] (III) Arthur Compton e Peter Debye, de forma independente, interpretaram os resultados desses experimentos propondo que o raio X incidente não é uma onda de frequência ν�, e sim um conjunto de fótons com energia E=hν�=ℎ�. Assim, os fótons emitidos pelo raio X colidem com os elétrons livres do alvo e transferem energia por meio dessas colisões. (IV)Ao colidir com os elétrons, o fóton transfere parte de sua energia para eles, de modo que, após o espalhamento, sua energia passa a ser E'E' (menor que EE inicial).” livro-base, p. 56-59. (V) Do livro-base, p. 44, a Função trabalho se refere ao efeito fotoelétrico, não ao Compton. D V-F-V-F-V E F-F-V-V-F Questão 10/10 - 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. |?(x,t)|4 (psi (x,t)^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 ?(x)=A sin(kx) + B cos(kx). III. A partir da equação de Schrödinger é possível determinar que a energia de uma partícula no espaço livre é dada por E=h²k²/2m. 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: Nota: 10.0 A III e V B I e II e IV C I, III e V D I e IV E II, III e V Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! A equação de Schrödinger independente do tempo: -?22m?2?(x)?x2+V(x,t)?(x)=E?(x,t)-?22m?2?(x)?x2+V(x,t)?(x)=E?(x,t) pode ser aplicada ao espaço vazio com V(x)=0V(x)=0. A solução da mesma é dada por ?(x)=Asin(kx)+Bcos(kx)?(x)=Asin?(kx)+Bcos?(kx) onde |?(x,t)|2|?(x,t)|2 pode ser interpretado como a densidade de probabilidade da localização da partícula. Já a energia da partícula, a partir da função de onda, fica E=?2k22mE=?2k22m. livro-base, p. 99-100. Questão 1/10 - Química Quântica Os estudos anteriores ao século XX sempre apontaram um comportamento distinto de partículas, caracterizadas por posições e velocidades e ondas, como as ondas eletromagnéticas que possuem comprimento de onda (??) e frequência (??) inversamente proporcionais e ligados pela velocidade da luz (cc) através da relação ?=c??=c?. Assim, um dos aspectos mais fascinantes da Mecânica Quântica é a dualidade onda partícula das ondas eletromagnéticas, onde essas características “coexistem”. O fóton, um pequeno “pacote de onda”, possui comportamento de partícula e sua energia (EE) é proporcional ao comprimento de onda (??) a partir da relação E=h?E=h?, onde hh é a constante de Planck. 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 das ondas eletromagnéticas: 1. Os Raios-X aplicados na medicina diagnóstica. 2. A radiação ultravioleta utilizada na esterilização de materiais cirúrgicos. 3. As Micro-ondas usadas em redes locais sem fio, como o bluetooth. 4. A radiação gama utilizada em radioterapia. 5. Os raios infravermelhos, emitidos pelo corpo humano 6. A radiação visíviel, emitida por alguns tipos de LEDs Agora, assinale a alternativa que apresenta as radiações eletromagnéticas listadas em ordem CRESCENTE de energia dos fótons: Nota: 10.0 A 4-1-2-6-5-3 Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! “A seguir, apresentamos uma breve descrição das principais radiações eletromagnéticas, elencadas do menor comprimento de onda para o maior: Radiação gama (γ�) [...] Raio X [...] Ultravioleta (UV) [...] Radiação visível (luz) [...] Infravermelho (IV) [...] Micro-ondas [...] Rádio [...].” livro-base, p. 63-64. Dado que o comprimento de onda (λ�) é inversamente proporcional à frequência (ν�) de acordo com a relação λ=cν�=�� onde $c$ é a velocidade da luz; e a energia do fóton (E�) é proporcional à frequência (ν�) de E=hν�=ℎ� onde $h$ é a constante de Planck, a ordem fica na sequência apresentada acima e, portanto: (energia dos fótons de raios gama-4) > (energia dos fótons de raios x-1) > (energia dos fótons de UV-2) > (energia dos fótons de radiação visível-6) >(energia dos raios infravermelhos-5) > (energia dos fótons de micro-ondas-3). B 1-6-3-5-4-2 C 5-6-3-2-4-1 D 4-2-6-3-5-1 E 3-6-4-1-5-2 Questão 2/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Raios gama, assim como os raios X, são radiações eletromagnéticas, que não possuem carga, nem massa. Estas radiações, exatamente como a luz visível, propagam-se na forma de “pacotes” de energia, denominados fótons. Cada fóton corresponde a um valor fundamental de energia, o quantum. São bastante penetrantes e provocam ionização de forma indireta. Três efeitos, decorrentes destes tipos de radiações, podem ocorrer na interação com a matéria: o efeito fotoelétrico, o efeito Compton e a produçãode pares. A energia de cada fóton e o número atômico do material onde está penetrando é que determinam o tipo de interação predominante." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: EICHER M. L., CALVETE M. H. H., SALGADO T. D. M., Módulos para o Ensino de Radioatividade, UFRGS (AEQ), p. 21, http://www.iq.ufrgs.br/aeq/html/publicacoes/matdid/livros/pdf/radio.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 a seguir a respeito da dualidade onda-partícula da Mecânica Quântica e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Isaac Newton defendia que a luz possui natureza corpuscular. II. ( ) Segundo Christiaan Huygens, a luz apresenta comportamento tanto de onda, quanto de partícula. III. ( ) A partir da Física Quântica, compreende-se que a luz pode apresentar tanto comportamento corpuscular, quanto de onda. IV. ( ) Isaac Newton defendia que a luz possui natureza ondulatória. V. ( ) Christiaan Huygens, defendeu a hipótese de que a luz apresenta comportamento puramente ondulatório. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 10.0 A F-V-V-V-F B V-F-F-F-V C F-V-F-V-F D F-F-V-V-V E V-F-V-F-V Você assinalou essa alternativa (E) Você acertou! "(I) A natureza da luz foi o foco de muitas pesquisas durante o século XVII. (II) Newton defendia sua natureza corpuscular, mas outros pesquisadores, entre eles Huygens, argumentavam que a luz seria proveniente de vibrações que ocorrem no meio, assim como o som. [...] A resposta a essa situação proveio de Einstein, quando propôs que a luz tem natureza dual, ou seja, ela não é apenas formada por partículas e também não se caracteriza apenas por se propagar como uma onda: as duas características constituem sua natureza." (livro-base, p.21-24) Questão 3/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "[...]Heisenberg se dedica a mostrar que embora para cada conceito mecânico tomado individualmente não haja, nem mesmo no domínio quântico, falta deexperimentos capazes de lhe conferir legitimidade física, a quantização característica desse domínio impede que a posição e o momentum possam ser determinados experimentalmente aomesmo tempo com precisão ilimitada. Para isso, Heisenberg introduz o seu famoso experimento de pensamento do microscópio de raios gama. A análise que faz é porém excessivamentequalitativa, e passa por cima de um aspecto crucial, notado por Bohr antes mesmo de o artigo ser publicado." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: CHIBENI, S. S., Certezas e incertezas sobre as relações de Heisenberg, Campinas: Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 27, n. 2, p. 181-192, 2005 https://www.unicamp.br/~chibeni/public/heisenberg.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 acerca do princípio da incerteza de Heisenberg: I. A partir do princípio da incerteza de Heisenberg, o comportamento do elétron passou a ser interpretado de uma forma determinística em vez de probabilística. II. Segundo o princípio da incerteza não é possível medir de forma simultânea a velocidade e a posição de uma partícula. III. Além da posição e momento, o princípio da incerteza pode ser aplicado a outros pares de grandezas complementares, como a energia e o tempo. IV. Do princípio da incerteza de Heisenberg, podemos concluir que o produto das incertezas de velocidade e posição deve ser igual à constante de Planck. V. O sinal "maior ou igual" no enunciado do princípio da incerteza indica que o produto das incerteza apresenta um valor máximo, o que implica que posição e momento podem ser simultaneamente incertos. Estão corretas apenas as afirmativas: Nota: 10.0 A I, III e V B I, II e V C II, III e V Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! “A forma de abordagem em relação à interpretação do comportamento do elétron deixou de ser determinística, passando a ser probabilística." livro-base, p. 220 “Heisenberg sugeriu que a posição x e a quantidade de movimento p são grandezas complementares, assim como a energia E e o tempo t.” livro-base, p. 97. A equação Δx⋅Δp≥ℏ/2Δ�⋅Δ�≥ℏ/2, (livro-base, p. 97) indica que a incerteza na posição ΔxΔ� deve aumentar com a diminuição da incerteza no momento ΔpΔ� (ou vice-versa), uma vez que o produto de ambas não pode ultrapassar a constante ℏ/2ℏ/2. D I, II e IV E III, IV e V Questão 4/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "O experimento de SG consiste em fazer um feixe de átomos (originalmente átomos de prata) passar por um campo magnético não-homogêneo produzido por um ímã, e analisar a deposição desses átomos em uma placa coletora na saída do ímã [...]. Curiosamente, observa-se que aproximadamente metade dos átomos deposita-se numa extremidade da placa e a outra metade na posição simetricamente oposta, não se registrando praticamente nenhum átomo em qualquer posição intermediária. Do ponto de vista da física clássica, esta divisão do feixe em duas componentes é bastante estranha e difícil de explicar." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: GERSON G. G., PIETROCOLA M., O experimento de Stern-Gerlach e o spin do elétron: um exemplo de quasi-história. Revista Brasileira de Ensino de Física [online]. 2011, v. 33, n. 2 https://doi.org/10.1590/S1806-11172011000200019 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 experimento de Stern-Gerlach a seguir e marque V para as asserções verdadeiras e F para as asserções falsas: I. ( ) Por ser uma característica intrínseca da matéria, o spin e seu número quântico surgem como resultado da equação de Schrödinger. II. ( ) O experimento de Stern-Gerlach original, usando átomos de prata, resulta em dois pontos separados indicando os spins up e down. III. ( ) A partir do experimento de Stern-Gerlach foi possível compreender que o momento magnético intrínseco dos elétrons, chamado de spin, é quantizado. IV. ( ) O experimento de Stern-Gerlach foi realizado usando átomos de prata devido ao momento magnético intrínseco de um elétron da eletrosfera. V. ( ) Uma conclusão do experimento de Stern-Gerlach é a de que os elétrons possuem momento magnético com valores entre -h/2 e +h/2. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Nota: 10.0 A F-F-V-V-V B F-V-F-V-V C V-F-V-V-F D F-V-V-V-F Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! “Os resultados experimentais mostraram que, ao contrário da ideia de que os elétrons poderiam ser descritos como uma de barra de ímãs comuns, essas partículas exibem duas orientações possíveis: no mesmo sentido do campo magnético ou em sentido contrário a ele.[...] (III.-V e V.-F) Ou seja, ocorre uma quantização da componente associada ao momento de dipolo magnético.[...] (I.-F) Os resultados obtidos, embora pudessem ser descritos muito bem de forma teórica, esbarravam no empecilho de não serem totalmente descritos de forma matemática por meio da equação de Schrödinger. [...] Em 1927, Thomas Erwin Phipps e John Bryan Taylor aplicaram a técnica de Stern-Gerlach modificando os átomos do feixe, com hidrogênio em vez de prata.[...] (II.-V e IV.-V) obtiveram o mesmo resultado de Stern-Gerlach: o feixe continuava separando-se em duas componentes defletidas simetricamente em relação à direção do feixe” livro-base, p.104-106. E V-F-F-V-F Questão 5/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "As tentativas iniciais de ordenação das substâncias elementares surgiram no século XVIII e se basearam nas características e propriedades que as substâncias elementares demonstravam, pois não era conhecida a descontinuidade da matéria, uma vez que a Química ainda estava em um nível macroscópico, foi então que Lavoisier mostra uma tabela com 33 substâncias elementares no seu famoso livro Tratado Elementar de Química, em seguida a comissão composta por: Louis-Bernard Guyton (1737-1816), Claude - Louis Berthollet (1748-1822), Antoine Fourcroy (1755-1809) e Lavoisier (1743-1794), entreoutros publicaram em 1787, em Paris, a “Méthode de Nomenclature Chimique” Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: OLIVEIRA, V. B., BORALHO P. O., ALMEIDA JR. R. N. F., MASCARENHAS, M. A., COSTA D, Tabela periódica: Uma tecnologia Educacional Histórica. Revista Eletrônica Debates em Educação Científica e Tecnológica, ISSN 2236-2150 – V. 05, N. 04, p. 168-186, Dezembro, 2015 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 proposições a respeito da tabela periódica: I. Foram necessários diversos cientistas para aprimorar a tabela periódica desenvolvida inicialmente por Dimitri Mendeleev, que já continha elementos a serem descobertos. PORQUE II. Dada a dificuldade da organização dos elementos, foram desenvolvidas tabelas periódicas em formatos curiosos, como a espiral de Heinrich Baumhauer. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 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. Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! "A tabela que conhecemos hoje é diferente da proposta por Mendeleev em relação â organização e à quantidade de elementos. Muitos modelos foram propostos no decorrer do tempo, e um exemplo que ganhou destaque foi o de Heinrich Baumhauer, publicado em 1870. Nesse modelo, o átomo de hidrogênio ocupa o centro da tabela, a organização é uma espiral crescente de acordo com o crescimento da massa atômica, e os elementos que estão no mesmo raio apresentam propriedades comuns." livro-base, p.33. E As asserções I e II são proposições falsas. Questão 6/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "A mecânica quântica revolucionou os estudos da física ao investigar o comportamento da matéria e da energia em uma escala atômica e subatômica. Por esse motivo, tornou-se essencial para o entendimento de forças fundamentais da natureza, com exceção da força gravitacional. Sua concordância com as evidências experimentais tornou-a também importante para explicar diversos campos de estudo da física, da química e da biologia, como o eletromagnetismo, a física das partículas, a física da matéria condensada, a teoria das ligações químicas, a biologia estrutural e os princípios básicos de eletrônica e nanotecnologia.Atualmente, dividimos os conhecimentos sistematizados na mecânica quântica em antiga mecânica quântica e mecânica quântica moderna." 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. 53. 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 dos estudos de Bohr e de Broglie: I. Embora tenha ajudado a explicar o modelo atômico de Bohr, a antiga mecânica quântica de Bohr ainda era incompleta, uma vez que ainda estava em desenvolvimento. PORQUE II. Após a hipótese onda-partícula de Louis de Broglie em 1924 iniciou-se a nova Mecânica Quântica, que causou a eliminação dos conceitos pré-estabelecidos de quantização de energia. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da primeira. B A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. Você assinalou essa alternativa (B) Você acertou! “Bohr também utilizou a teoria quântica e, em 1913, explicou seu modelo atômico por meio dela. Além desses trabalhos, que foram os que mais ganharam destaque no início do século XX, foram publicados diversos outros alicerçados na teoria de Planck. Esses trabalhos são as bases da antiga mecânica quântica, que perdurou de 1900 até a década de 1920. Louis de Broglie, em 1924, propôs a hipótese da dualidade onda-partícula, considerada o ponto de partida de uma variante mais sofisticada e completa da mecânica quântica, que passou a ser chamada nova mecânica quântica ou nova física.” livro-base, p. 54. C As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da primeira. D A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. E As asserções I e II são proposições falsas. Questão 7/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "O espectro eletromagnético é o intervalo completo de todas as possíveis frequências de radiação eletromagnética. Ele se estende desde as frequências mais baixas até a radiação gama. De acordo com a energia associada, o tipo de radiação de determinada faixa do espectro é classificado como ionizante ou não ionizante. Radiações ionizantes apresentam a possibilidade de ionizar a matéria, ou seja, separar elétrons de átomos e moléculas, o que é possível apenas nas faixas mais altas do espectro. Por outro lado, as radiações nas faixas de frequência mais baixas não apresentam essa característica e são classificadas como não ionizantes." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: RODRIGUES L. F., Uma Abordagem Para Monitoração, Análise e Controle de Medições deRadiação Não Ionizante. Porto Alegre: URFGS, 2016, https://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/151029/001009810.pdf?sequence=1. 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 espectro eletromagnético: I. Os raios x são, assim como a radiação gama, capazes de atravessar alguns tecidos do corpo humano. II. Todas as ondas do espectro elétromagnético se propagam na velocidade da luz. III. Os raios ultravioleta são mais energéticos que os raios gama, dado que sua frequência é menor. IV. Os raios infravermelhos possuem maior energia quando comparados aos raios ultravioleta. V. As ondas de radio são menos energéticas que os raios ultravioleta. Estão corretas apenas as afirmativas: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A II, III e V B I, II e V “(IV) o infravermelho tem uma menor energia quando comparado ao ultravioleta. Após essa descoberta, Johann Wilhelm Ritter estudou a outra extremidade do espectro visível e percebeu a existência de raios de luz invisíveis e capazes de provocar reações químicas. Por esse motivo, ele os nomeou raios químicos. O comportamento desses raios é semelhante ao dos raios de luz violeta visíveis, mas os raios químicos estão além deles no espectro. Posteriormente, esses raios foram renomeados e chamados de radiação ultravioleta. [...](V) Maxwell previu também ondas com frequências muito baixas quando comparadas ao infravermelho. (II) A fim de provar e detectar essas radiações de baixa frequência, Heinrich Rudolf Hertz construiu um aparelho que hoje chamamos de ondas de rádio. Ele encontrou as ondas e mediu seu comprimento e sua frequência, constatando, então, que elas viajam à velocidade da luz; demonstrou ainda que elas podem ser refletidas e refratadas da mesma forma que a luz. (I) O próximo componente do espectro eletromagnético foi descoberto por Wilhelm Röntgen durante um experimento com um tubo com vácuo sujeito a alta voltagem. Ele chamou essa nova radiação de raios X. Seu trabalho mostrou que esse tipo de radiação é capaz de atravessar partes do corpo humano, como a pele e os órgãos, mas é refletido ou parado por materiais densos, como os ossos. [...] um novo tipo de radiação, [...] (III) raios gama […] seu comportamento indicou que eles são mais penetrantes que as outras.” livro-base,p. 60-63 Assim, o texto afirma de forma implícita que: Energia das ondas de rádio < Energia do infravermelho < Energia da luz visível < Energia do Ultravioleta < Energia dos Raios X < Energia dos raios gama, todas radiações eletromagnéticas que se propagam na velocidade da luz. C I, II e III D III e IV E I, IV e V Você assinalou essa alternativa (E) Questão 8/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Alguns elétrons podem ser ejetados com uma energia cinética em torno de zero e outros com energia cinética máxima, dependendo da região de onde os elétrons são extraídos. Assim, a conservação da energia estabelece que: Kmax=E-FKmax=E-F, o KmaxKmax é a energia cinética máxima do fotoelétron ejetado, EE é a energia fornecida pela radiação e FF representa a chamada função trabalho, quantidade de energia necessária para extrair o elétron do material." Observe a Tabela: Elemento FF(eV) Cádmio (Cd) 4,08 Carbono (C) 5 Cério (Ce) 2,59 Cobalto (Co) 5 Gadolínio (Gd) 2,9 Manganês (Mn) 4,1 Rubídio (Rb) 2,261 Térbio (Tb) 3 Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: CABRAL, J. C., Efeito Fotoelétrico : uma abordagem a partir do estudo de circuitos elétricos. Lavras : UFLA, 2015, p. 22. Já os dados da tabela foram retirados de HAYNES, W. M. (Ed.), CRC handbook of chemistry and physics, 95ª ed., Oakville, MO: Apple Academic Press, 2014 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 efeito fotoelétrico e a função trabalho: 1. Um fóton de ultravioleta com 9 eV sobre uma superfície de cobalto 2. Um fóton de raios-x com 1,24 keV sobre uma superfície de cádmio 3. Um fóton de ultravioleta com 8 eV sobre uma superfície de térbio 4. Um fóton de radiação gama com 41 keV sobre uma superfície de manganês 5. Um fóton de ultravioleta com 7 eV sobre uma superfície de carbono 6. Um fóton de luz visível com 2,49 eV sobre uma superfície de rubídio Agora, assinale a alternativa que apresenta os processos listados em ordem CRESCENTE de energia cinética dos elétrons ejetados devido aos fótons: Nota: 10.0 A 6-4-2-1-3-5 B 5-6-1-3-2-4 C 4-2-3-1-5-6 Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! Segundo o livro-base (p.44), a energia do fóton no efeito fotoelétrico é dada por: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ onde h=6.626⋅10−34 J\cdot sℎ=6.626⋅10−34 J\cdot s é a constante de Planck, ν� é a frequência do fóton incidente e ΦΦ é a função trabalho temos que, para cada caso: 1. hν=9 eVℎ�=9 eV, Φ=5 eVΦ=5 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=9−5⇒Ec=4 eV��=9−5⇒��=4 eV 2. hν=1,24 keV=1240 eVℎ�=1,24 keV=1240 eV, Φ=4 eVΦ=4 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=1240−4,08⇒Ec=1236 eV��=1240−4,08⇒��=1236 eV 3. hν=8 eVℎ�=8 eV, Φ=3 eVΦ=3 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=8−3⇒Ec=5 eV��=8−3⇒��=5 eV 4. hν=41 keVℎ�=41 keV, Φ=4,1 eVΦ=4,1 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=41000−4,1⇒Ec=40,996 keV��=41000−4,1⇒��=40,996 keV 5. hν=7 eVℎ�=7 eV, Φ=5 eVΦ=5 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=7−5⇒Ec=2 eV��=7−5⇒��=2 eV 6. hν=2,49 eVℎ�=2,49 eV, Φ=2,261 eVΦ=2,261 eV. Assim: Ec=hν−Φ��=ℎ�−Φ Ec=2,49−2,261⇒Ec=0,229 eV��=2,49−2,261⇒��=0,229 eV Uma vez que 40006>1236>5>4>2>0,22940006>1236>5>4>2>0,229, a ordem fica: 4, 2, 3, 1, 5, 6. D 3-1-2-4-6-5 E 4-6-5-1-2-3 Questão 9/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "[...]Louis de Broglie, ao defender sua tese de doutorado em física, utilizou a perspectiva de Einstein sobre o efeito fotoelétrico. Passou-se a entender a luz como uma onda-partícula em razão de suas propriedades físicas de interação com a matéria. Quer dizer, como tudo no Universo pode ser considerado matéria ou energia e a energia, representada pela luz, tem comportamento dual, então a matéria, representada pelo elétron, também deve ter comportamento dual, podendo ser descrita como onda e partícula. A princípio, essa proposta foi nomeada onda de matéria e foi o objeto de estudo da tese de De Broglie, que também escreveu um artigo sobre a teoria dos quanta [...]." 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. 89. 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 modelo de de Broglie: I. O modelo atômico de De Broglie considera que o elétron é uma partícula que se propaga em torno do núcleo de forma circular. PORQUE II. A quantização os estados no modelo de De Broglie ocorre devido à necessidade de um número inteiro de comprimentos de onda em torno do núcleo. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A As asserções I e II são proposições falsas. 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. Você assinalou essa alternativa (D) E A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. “O modelo atômico de De Broglie era, na época, tão inusitado quanto sua proposta. Em sua descrição, o pesquisador previu que, em vez de o elétron ser uma partícula e ter uma trajetória circular ao redor do núcleo, ele, na verdade, constitui uma onda que se propaga ao redor do núcleo de forma circular, de modoque sua propagação acontece sempre com números inteiros de comprimento (??)” livro-base, p. 90. Questão 10/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "O modelo de Schrödinger aplicado ao átomo de hidrogênio é obtido considerando-se a equação de onda que descreve o comportamento de um elétron girando em torno de um próton e a força de atração que resulta da interação da atração elétrica entre eles. A resolução é matematicamente complexa e é empregada para obter a equação de onda ??. Os cálculos realizados para o átomo de hidrogênio levam em conta o conceito de orbital como uma região do espaço em que é mais provável encontrar um elétron, em contraposição à ideia de Bohr, que previu um lugar específico para as órbitas. Os números quânticos (n, l, m) associados ao elétron são utilizados para determinar o orbital que ele ocupa e seu nível de energia." 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. 101. 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 número quântico principal (n) está relacionado à distância do orbital ao núcleo do átomo. II. O número quântico definido pela direção espacial do orbital pode assumir valores inteiros de 0 a n - 1. III. O número quântico vinculado ao formato do orbital pode assumir valores associado às letras s, p, d, f, g, h... IV. O número quântico n pode assumir valores inteiros a partir de 0. V. O número quântico m pode assumir valores inteiros de 0 a l. Estão corretas apenas as afirmativas: Nota: 10.0 A II e IV B I e V C II e III D I e III Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! Para cada um dos números quânticos, admite-se que seus valores estejam entre os intervalos mostrados a seguir: * (IV) n=1,2,3,...n=1,2,3,... * (II) l=0,1,2,3,...,n-1l=0,1,2,3,...,n-1 * (V) m=-l,-l+1,...,l-1,lm=-l,-l+1,...,l-1,l A geometria dos orbitais é definida pelo número quântico, de modo que: * (I) nn define a distância do orbital ao núcleo do átomo; * ll define o formato do orbital; * mm define a direção espacial do orbital. Vinculados aos valores do número quântico principal n, temosas camadas representadas pelas letras K (n=1n=1), L (n=2n=2), M (n=3n=3), e assim por diante. (III) Já os valores do número quântico orbital ll são conhecidos como subníveis e associados às letras: * l=1?l=1? s = sharp * l=2?l=2? p = principal * l=3?l=3? d = diffuse * l=4?l=4? f = fundamental A partir de ll = 5, segue-se a ordem alfabética: l=5?gl=5?g; l=6?hl=6?h, e assim por diante. (Livro-base, p. 101-102) E II e V 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. Estudoda 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 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 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 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 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. Questão 1/10 - 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: Nota: 10.0 A I, II, e V B I, III e IV Você assinalou essa alternativa (B) Você acertou! "1. (III) Os átomos apresentam uma região com excesso de cargas positivas, com uma quantidade de elementos que corresponde em número ao grupo na tabela periódica a que o elemento químico pertence. Essa região permanece sem modificações após as mudanças químicas. 2. (V) Além da região positiva que compõe o átomo, existe uma região externa ou camada que contém elétrons, com cargas negativas. No átomo neutro, o número de cargas negativas é igual à quantidade de cargas positivas. Nas camadas, o número de elétrons pode variar de 0 a 8 durante a transformação química. 3. (I) Na camada de valência, o átomo tende a ter uma quantidade par de elétrons. Há uma tendência de que ele tenha 8 elétrons, que naturalmente se organizam de forma simétrica em cada um dos 8 vértices de um cubo. 4. (VI) Duas camadas atômicas são interpenetráveis simultaneamente. 5. (II) Os elétrons podem transitar de uma posição na camada externa para outra. Entretanto, suas posições são mantidas por limitações rígidas, que são características intrínsecas determinadas pela natureza de cada átomo e dos outros átomos comos quais estejam ocorrendo combinações. 6. (IV) Partículas muito proximas não estão sujeitas as forças elétricas da mesma forma que as demais partículas." Livro-base, p. 182-183 C III, IV e VI D II, III e IV E IV, V e VI Questão 2/10 - 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: Nota: 10.0 A A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! "O método LCAO - linear combination of atomic orbitals (combinação linear dos orbitais atômicos) tem o objetivo de demonstrar como a função de onda dos elétrons se comporta em ligações moleculares. [...] eram empregados para prever a energia dos orbitais moleculares, sendo o método de Hiickel um dos mais populares. Entretanto, como são limitados em seus modelos de predição e apresentam várias inconsistências, sendo geralmente aplicáveis a um número restrito de casos, foram substituídos por métodos mais exatos e softwares de predição de comportamento baseados em métodos semiempíricos ou ab initio." Livro-base, p.172-173 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 3/10 - 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: Nota: 10.0 A III e IV B II e III C I e V D I e IV Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! Da tabela: Hibridização Geometria dos orbitais sp Linear sp² Plana retangular* sp³ tetraédrica sp³d bipiramidal triangular sp³d² octaédrica *na verdade, Plana triangular Livro-base, p. 194. E II e V Questão 4/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: “em locais com apenas um grau de liberdade, denominados poços de potencial ou armadilhas unidimensionais [...], a descrição do comportamento do elétron é análoga à propagação de uma onda. estacionária em uma corda presa nas extremidades, de modo que a única direção de propagação da onda possível localiza-se no eixo x.[...] O fato de a corda ter as extremidades fixas faz com que estas se comportem como nós, e a frequência de oscilação também pode ocasionar a existência de nós em pontos internos da corda. Os modos permitidos de oscilação da corda são obtidos para um comprimento (LL) igual a nn meios do comprimento de onda ??.” 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. 128-129 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 um elétron aprisionado em um poço de potencial: I. As energias possíveis de um elétron aprisionado em um poço de potencial deve apresentar valores quantizados. PORQUE II. A função de onda de um elétron dentro de um poço de potencial devem se anular nas extremidades do mesmo. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 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) Você acertou! “O fato de a corda ter as extremidades fixas faz com que estas se comportem como nós, e a frequência de oscilação também pode ocasionar a existência de nós em pontos internos da corda. Os modos permitidos de oscilação da corda são obtidos para um comprimento (LL) igual a nn meios do comprimento de onda ??. Assim, a corda ocupa apenas estados para os quais LL é obtido” livro-base, p. 129. “A onda de matéria que descreve o comportamento do elétron deve ter o mesmo comportamento da onda estacionária em uma corda. Portanto, as posições x=0x=0 e x=Lx=L correspondem aos nós da onda.[...] O fato de EnEn ser quantizada é resultado de a quantidade nn poder assumir apenas valores inteiros e positivos.”livro-base, p.131. D As asserções I e II são proposições falsas. E A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. Questão 5/10 - 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: Nota: 10.0 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) Você acertou! A equação de Schrödinger independente do tempo:−ℏ22m∂2ψ(x)∂x2+V(x,t)ψ(x)=Eψ(x,t)−ℏ22�∂2�(�)∂�2+�(�,�)�(�)=��(�,�)pode ser aplicada ao espaço vazio com V(x)=0�(�)=0.A solução da mesma é dada por ψ(x)=Asin(kx)+Bcos(kx)�(�)=�sin(��)+�cos(��)onde |ψ(x,t)|2|�(�,�)|2 pode ser interpretado como a densidade de probabilidade da localização da partícula. Já a energia da partícula, a partir da função de onda, ficaE=ℏ2k22m�=ℏ2�22�.livro-base, p. 99-100. 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: Nota: 10.0 A V-F-V-V-F Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! "Outro conceito importante criado por Pauling é chamado hibridização das orbitais atômicos. (I) Vimos anteriormente que uma das bases da mecânica quântica é a existência do número quântico orbital l, que foi empregado para determinar o número máximo de elétrons em cada um dos orbitais atômicos, simbolizados por meio das letras s�, p�, d�,f�,g� e hℎ. (III) Segundo as observações de Pauling, a descrição da ligação química entre as moléculas leva â construção de modelos nos quais as funções que caracterizam o comportamento dos elétrons são uma mistura dos orbitais. (IV) No caso do átomo de carbono, os orbitais 2s e 2p podem se combinar para formar quatro orbitais equivalentes sp³, denominados orbitais híbridos. (V) Esse tipo de hibridização de orbitais é fundamental para descrever compostos como o metano, que apresenta uma geometria tetraédrica. De forma análoga ao transcorrido na formação dos quatro orbitais híbridos sp³, (II) quando o orbital 2s se combina com dois orbitais 2p, formam-se três orbitais equivalentes, chamados orbitais híbridos sp². Compostos de cadeia molecular insaturados, como o etileno, são descritos mediante essa forma de hibridizaçâo." Livro-base, p. 188-189. 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: "Todas as partículas conhecidas no universo pertencem a um entre dois grupos: férmions ou bósons. Férmions são partículas com spin semi-inteiro (como o spin 1/2) e compõem a matéria comum. Suas energias de estado fundamental são negativas. Bósons são partículas com spin inteiro (como 0, 1, 2) e dão origem a forças entre os férmions, como a força gravitacional e a luz. Suas energias de estado fundamental são positivas. A teoria da supergravidade considera que todo férmion e todo bóson possuem uma superparceira com spin 1/2 maior ou menor do que o seu." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: HAWKING, S., O Unverso Numa Casca de Noz, 1ª ed., Rio de Janeiro: Intrínseca, 2004, p. 70. 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 possuem função de onda simétrica. PORQUE II. Devido a sua natureza fermiônica, os elétrons devem obedecer ao princípio de exclusão de Pauli. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! Para a asserção I: “Segundo o princípio de exclusão de Pauli, dois elétrons confinados em uma mesma armadilha não podem ter o mesmo conjunto de números quânticos. [...]” Livro-base, p. 147. Para a asserção II: “Para Pauli, os elétrons não podem localizar-se todos no mesmo estado quântico ou na camada mais interna do átomo, pois devem ser descritos por autofunções totais antissimétricas e, quando mais de um elétron é colocado teoricamente nesse mesmo estado, essas autofunções se anulam.” Livro-base, p. 148. 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. D A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. E As asserções I e II são proposições falsas. Questão 8/10 - 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: Nota: 10.0 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) Você acertou! "Apesar dos esforços de Hartree para criar um método de cálculo das interações de elétrons que não dependesse de aspectos empíricos, a equação de Hartree não foi muito bem aceita na comunidade científica, pois até 1930 não estava claro se ela era condizente com o método variacional. Nesse mesmo ano, Slater e Fock demonstraram como obter tais equações por meio do método variacional, conferindo mais credibilidade ao método de Hartree. Posteriormente, Fock, ao aplicar o determinante de Slater, uma expressão que satisfaz os princípios de Pauli e da antissimetria ao descrever a função de onda em um ambiente multieletrônico, na equação de Hartree, criou o método que hoje é conhecido como método Hartree-Fock. Com o uso desse método, foram deduzidas as equações do átomo de sódio." Livro-texto, p. 166. 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 9/10 - 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: Nota: 10.0 A 1-3-2-4-5 B 5-3-1-4-2 Você assinalou essa alternativa (B) Você acertou! "Quando confinado, o elétron tende a permanecer no estado de menor energia. Para que deixe esse estado e passe a ocupar um de energia maior, é necessário que ele ganhe uma quantidade de energia ?E?E, igual à diferença entre a energia do estado em que ele está e a energia do estado que ele ocupará quando excitado: ?E=Ealta-Ebaixa?E=Ealta-Ebaixa. Considera-se que, ao receber a energia necessária para mudar de estado, o elétron foi excitado ou realizou um salto quântico. Uma das formas de fornecer energia para tal transformação é por meio da absorção de um fóton com quantidade de energia dada por h?=?E=Ealta-Ebaixah?=?E=Ealta-Ebaixa, em que ?? é a frequência de vibração do fóton e hh é a constante de Planck"".O mesmo é válido para a emissão de um fóton, que só ocorrerá se a energia emitida por ele for igual á diferença de energia entre dois estados permitidos." (livro-base, p. 132). Assim: ?Eii?i=Eii-Ei=245-112?Eii?i=133 eV?Eii?i=Eii-Ei=245-112?Eii?i=133 eV da mesma forma para a transição Eiii?EiEiii?Ei ?Eiii?i=Eiii-Ei=374-112?Eiii?i=262 eV?Eiii?i=Eiii-Ei=374-112?Eiii?i=262 eV para a transição Eiii?EiiEiii?Eii ?Eiii?ii=Eiii-Eii=374-245?Eiii?ii=129 eV?Eiii?ii=Eiii-Eii=374-245?Eiii?ii=129 eV para a transição Eiv?EiiEiv?Eii ?Eiv?ii=Eiv-Eii=476-245?Eiv?ii=231 eV?Eiv?ii=Eiv-Eii=476-245?Eiv?ii=231 eV para a transição Eiv?EiiiEiv?Eiii ?Eiv?iii=Eiv-Eiii=476-374?Eiv?iii=102 eV?Eiv?iii=Eiv-Eiii=476-374?Eiv?iii=102 eV Assim, a energia dos fótons emitidos é ordenada Eiv?iii(5)<Eiii?ii(3)<Eii?i(1)<Eiv?ii(4)<Eiii?i(2)Eiv?iii(5)<Eiii?ii(3)<Eii?i(1)<Eiv?ii(4)<Eiii?i(2) C 4-1-5-2-3 D 2-1-4-3-5 E 4-5-2-3-1 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. PORQUEII. 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: Nota: 10.0 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) Você acertou! "Quando o elétron de um átomo de hidrogênio ocupa um estado excitado, dizemos que seu equilíbrio é instável. Isso significa que, depois de um tempo, esse elétron espontaneamente voltará a um dos estados de menor energia, de maneira direta ou indireta, até retornar ao estado fundamental." Livro-base, p.195 D A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. E As asserções I e II são proposições falsas. 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: Nota: 10.0 A A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! "O método LCAO - linear combination of atomic orbitals (combinação linear dos orbitais atômicos) tem o objetivo de demonstrar como a função de onda dos elétrons se comporta em ligações moleculares. [...] eram empregados para prever a energia dos orbitais moleculares, sendo o método de Hiickel um dos mais populares. Entretanto, como são limitados em seus modelos de predição e apresentam várias inconsistências, sendo geralmente aplicáveis a um número restrito de casos, foram substituídos por métodos mais exatos e softwares de predição de comportamento baseados em métodos semiempíricos ou ab initio." Livro-base, p.172-173 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: "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: Nota: 10.0 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) Você acertou! "(I e II) Quando átomos com a mesma eletroafinidade se ligam de forma covalente, configura-se uma ligação apolar. O processo de ligação covalente entre átomos com eletroafinidades diferentes forma, então, uma ligação covalente polar.[...] (III e IV) O momento dipolar (?uu?) pode ser considerado uma grandeza vetorial. Sua direção de polaridade é indicada por meio de um vetor que tem início no polo positivo, no átomo de menor eletronegatividade (extremidade riscada da seta), e direciona-se no sentido do pólo negativo, para o átomo com maior eletronegatividade (extremidade que corresponde à ponta da seta)[...] (V) Não é possível obter o valor do momento dipolar (?uu?) por medição, o que se deve à impossibilidade de fazer medições do momento dipolar de uma ligação individual dentro da molécula. O que se pode fazer é tomar a medida do momento total da molécula,que é dada pela soma vetorial dos momentos das ligações individuais que compõem a molécula, o que é chamado de momento dipolar resultante (?uru?r)." Livro-base, p. 198-200. Questão 3/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Todas as partículas conhecidas no universo pertencem a um entre dois grupos: férmions ou bósons. Férmions são partículas com spin semi-inteiro (como o spin 1/2) e compõem a matéria comum. Suas energias de estado fundamental são negativas. Bósons são partículas com spin inteiro (como 0, 1, 2) e dão origem a forças entre os férmions, como a força gravitacional e a luz. Suas energias de estado fundamental são positivas. A teoria da supergravidade considera que todo férmion e todo bóson possuem uma superparceira com spin 1/2 maior ou menor do que o seu." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: HAWKING, S., O Unverso Numa Casca de Noz, 1ª ed., Rio de Janeiro: Intrínseca, 2004, p. 70. 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 possuemfunção de onda simétrica. PORQUE II. Devido a sua natureza fermiônica, os elétrons devem obedecer ao princípio de exclusão de Pauli. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! Para a asserção I: “Segundo o princípio de exclusão de Pauli, dois elétrons confinados em uma mesma armadilha não podem ter o mesmo conjunto de números quânticos. [...]” Livro-base, p. 147. Para a asserção II: “Para Pauli, os elétrons não podem localizar-se todos no mesmo estado quântico ou na camada mais interna do átomo, pois devem ser descritos por autofunções totais antissimétricas e, quando mais de um elétron é colocado teoricamente nesse mesmo estado, essas autofunções se anulam.” Livro-base, p. 148. 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. D A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. E As asserções I e II são proposições falsas. Questão 4/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: “em locais com apenas um grau de liberdade, denominados poços de potencial ou armadilhas unidimensionais [...], a descrição do comportamento do elétron é análoga à propagação de uma onda. estacionária em uma corda presa nas extremidades, de modo que a única direção de propagação da onda possível localiza-se no eixo x.[...] O fato de a corda ter as extremidades fixas faz com que estas se comportem como nós, e a frequência de oscilação também pode ocasionar a existência de nós em pontos internos da corda. Os modos permitidos de oscilação da corda são obtidos para um comprimento (LL) igual a nn meios do comprimento de onda ??.” 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. 128-129 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 um elétron aprisionado em um poço de potencial: I. As energias possíveis de um elétron aprisionado em um poço de potencial deve apresentar valores quantizados. PORQUE II. A função de onda de um elétron dentro de um poço de potencial devem se anular nas extremidades do mesmo. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 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) Você acertou! “O fato de a corda ter as extremidades fixas faz com que estas se comportem como nós, e a frequência de oscilação também pode ocasionar a existência de nós em pontos internos da corda. Os modos permitidos de oscilação da corda são obtidos para um comprimento (LL) igual a nn meios do comprimento de onda ??. Assim, a corda ocupa apenas estados para os quais LL é obtido” livro-base, p. 129. “A onda de matéria que descreve o comportamento do elétron deve ter o mesmo comportamento da onda estacionária em uma corda. Portanto, as posições x=0x=0 e x=Lx=L correspondem aos nós da onda.[...] O fato de EnEn ser quantizada é resultado de a quantidade nn poder assumir apenas valores inteiros e positivos.” livro-base, p.131. D As asserções I e II são proposições falsas. E A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. Questão 5/10 - 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: Nota: 10.0 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) Você acertou! "Porém, quando se analisa o problema mais a fundo, são identificadas algumas outras limitações. A primeira delas é que (I e IV) a equação de Schrödinger só propõe uma solução exata para o átomo do hidrogênio. (II) Para os outros átomos, só é possivel chegar a uma solução por meio de aproximações, em virtude do crescente número de partículas e variáveis envolvidas no processo. A segunda dificuldade é que, independentemente do método utilizado, pelo menos com o conjunto de conhecimentos disponíveis atualmente, (III e V) sempre haverá um elemento de incerteza nos cálculos, e essa incerteza tende a crescer com o aumento do tamanho da amostra a ser estudada. "Livro-base, p. 158. E F-V-V-F-F Questão 6/10 - 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 confinadoem 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: Nota: 10.0 A I, IV e V Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! I, IV e V estão corretas, pois: “Para o caso do poço de potencial infinito tridimensional, o elétron encontra-se confinado nas três dimensões do espaço [...] Um exemplo desse caso é o estudo do átomo de hidrogênio, em que podemos considerar o comportamento do elétron e do próton como um sistema elétron-próton que se mantém unido em virtude da diferença de natureza entre as duas cargas elétricas que o compõem. [...] (I) Podemos considerar, então, que nesse caso o elétron preso ao próton está confinado em um poço tridimensional com simetria (II e IV) esférica. [...] (III e V) As variações de energia ΔEΔ� correspondentes às interações de absorção e de emissão de fótons hν=ΔE=Ealta−Ebaixaℎ�=Δ�=�����−������” (Livro texto, p. 137-139). B I, II e V C II e III D II e V E I, III e IV Questão 7/10 - 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: Nota: 10.0 A I, II, IV e V B II, III, IV e V C I, II, IV e VI Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! Somente I, II, IV e VI, pois: “A aplicação das teorias quânticas à química permite prever propriedades das reações e moléculas criadas, sem a necessidade de extensas pesquisas experimentais. É possível, por exemplo, verificar como os elétrons estão (I) distribuídos nas moléculas, analisar a (VI) polaridade das moléculas e as cargas atômicas, simular espectros, prever comportamentos e propriedades de moléculas sem a necessidade de criá-las, (II) estudar a eletroafinidade e também os (IV) caminhos de reação.” Livro-base, p. 157. Ficam excluídos das aplicações diretas III e V. D III, IV, V e VI E I, II, III e IV Questão 8/10 - 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: Nota: 10.0 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) Você acertou! "Quando o elétron de um átomo de hidrogênio ocupa um estado excitado, dizemos que seu equilíbrio é instável. Isso significa que, depois de um tempo, esse elétron espontaneamente voltará a um dos estados de menor energia, de maneira direta ou indireta, até retornar ao estado fundamental." Livro-base, p.195 D A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. E As asserções I e II são proposições falsas. Questão 9/10 - 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 ordemCRESCENTE a energia dos fótons emitidos devido a cada transição: Nota: 10.0 A 1-3-2-4-5 B 5-3-1-4-2 Você assinalou essa alternativa (B) Você acertou! "Quando confinado, o elétron tende a permanecer no estado de menor energia. Para que deixe esse estado e passe a ocupar um de energia maior, é necessário que ele ganhe uma quantidade de energia ?E?E, igual à diferença entre a energia do estado em que ele está e a energia do estado que ele ocupará quando excitado: ?E=Ealta-Ebaixa?E=Ealta-Ebaixa. Considera-se que, ao receber a energia necessária para mudar de estado, o elétron foi excitado ou realizou um salto quântico. Uma das formas de fornecer energia para tal transformação é por meio da absorção de um fóton com quantidade de energia dada por h?=?E=Ealta-Ebaixah?=?E=Ealta-Ebaixa, em que ?? é a frequência de vibração do fóton e hh é a constante de Planck"".O mesmo é válido para a emissão de um fóton, que só ocorrerá se a energia emitida por ele for igual á diferença de energia entre dois estados permitidos." (livro-base, p. 132). Assim: ?Eii?i=Eii-Ei=245-112?Eii?i=133 eV?Eii?i=Eii-Ei=245-112?Eii?i=133 eV da mesma forma para a transição Eiii?EiEiii?Ei ?Eiii?i=Eiii-Ei=374-112?Eiii?i=262 eV?Eiii?i=Eiii-Ei=374-112?Eiii?i=262 eV para a transição Eiii?EiiEiii?Eii ?Eiii?ii=Eiii-Eii=374-245?Eiii?ii=129 eV?Eiii?ii=Eiii-Eii=374-245?Eiii?ii=129 eV para a transição Eiv?EiiEiv?Eii ?Eiv?ii=Eiv-Eii=476-245?Eiv?ii=231 eV?Eiv?ii=Eiv-Eii=476-245?Eiv?ii=231 eV para a transição Eiv?EiiiEiv?Eiii ?Eiv?iii=Eiv-Eiii=476-374?Eiv?iii=102 eV?Eiv?iii=Eiv-Eiii=476-374?Eiv?iii=102 eV Assim, a energia dos fótons emitidos é ordenada Eiv?iii(5)<Eiii?ii(3)<Eii?i(1)<Eiv?ii(4)<Eiii?i(2)Eiv?iii(5)<Eiii?ii(3)<Eii?i(1)<Eiv?ii(4)<Eiii?i(2) C 4-1-5-2-3 D 2-1-4-3-5 E 4-5-2-3-1 Questão 10/10 - 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: Nota: 10.0 A I, II, e V B I, III e IV Você assinalou essa alternativa (B) Você acertou! "1. (III) Os átomos apresentam uma região com excesso de cargas positivas, com uma quantidade de elementos que corresponde em número ao grupo na tabela periódica a que o elemento químico pertence. Essa região permanece sem modificações após as mudanças químicas. 2. (V) Além da região positiva que compõe o átomo, existe uma região externa ou camada que contém elétrons, com cargas negativas. No átomo neutro, o número de cargas negativas é igual à quantidade de cargas positivas. Nas camadas, o número de elétrons pode variar de 0 a 8 durante a transformação química. 3. (I) Na camada de valência, o átomo tende a ter uma quantidade par de elétrons. Há uma tendência de que ele tenha 8 elétrons, que naturalmente se organizam de forma simétrica em cada um dos 8 vértices de um cubo. 4. (VI) Duas camadas atômicas são interpenetráveis simultaneamente. 5. (II) Os elétrons podem transitar de uma posição na camada externa para outra. Entretanto, suas posições são mantidas por limitações rígidas, que são características intrínsecas determinadas pela natureza de cada átomo e dos outros átomos com os quais estejam ocorrendo combinações. 6. (IV) Partículas muito proximas não estão sujeitas as forças elétricas da mesma forma que as demais partículas." Livro-base, p. 182-183 C III, IV e VI D II, III e IV E IV, V e VI Questão 5/10 - 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: Nota: 10.0 A V-F-V-V-F Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! "Outro conceito importante criado por Pauling é chamado hibridização das orbitais atômicos. (I) Vimos anteriormente que uma das bases da mecânica quântica é a existência do número quântico orbital l, que foi empregado para determinar o número máximo de elétrons em cada um dos orbitais atômicos, simbolizados por meio das letras s�, p�, d�,f�,g� e hℎ. (III) Segundo as observações de Pauling, a descrição da ligação química entre as moléculas leva â construção de modelos nos quaisas funções que caracterizam o comportamento dos elétrons são uma mistura dos orbitais. (IV) No caso do átomo de carbono, os orbitais 2s e 2p podem se combinar para formar quatro orbitais equivalentes sp³, denominados orbitais híbridos. (V) Esse tipo de hibridização de orbitais é fundamental para descrever compostos como o metano, que apresenta uma geometria tetraédrica. De forma análoga ao transcorrido na formação dos quatro orbitais híbridos sp³, (II) quando o orbital 2s se combina com dois orbitais 2p, formam-se três orbitais equivalentes, chamados orbitais híbridos sp². Compostos de cadeia molecular insaturados, como o etileno, são descritos mediante essa forma de hibridizaçâo." Livro-base, p. 188-189. 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 6/10 - 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: Nota: 10.0 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) Você acertou! A equação de Schrödinger independente do tempo:−ℏ22m∂2ψ(x)∂x2+V(x,t)ψ(x)=Eψ(x,t)−ℏ22�∂2�(�)∂�2+�(�,�)�(�)=��(�,�)pode ser aplicada ao espaço vazio com V(x)=0�(�)=0.A solução da mesma é dada por ψ(x)=Asin(kx)+Bcos(kx)�(�)=�sin(��)+�cos(��)onde |ψ(x,t)|2|�(�,�)|2 pode ser interpretado como a densidade de probabilidade da localização da partícula. Já a energia da partícula, a partir da função de onda, ficaE=ℏ2k22m�=ℏ2�22�.livro-base, p. 99-100. Questão 8/10 - 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: Nota: 10.0 A III e IV B II e III C I e V D I e IV Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! Da tabela: Hibridização Geometria dos orbitais sp Linear sp² Plana retangular* sp³ tetraédrica sp³d bipiramidal triangular sp³d² octaédrica *na verdade, Plana triangular Livro-base, p. 194. E II e V Questão 2/10 - 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: Nota: 10.0 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) Você acertou! "Apesar dos esforços de Hartree para criar um método de cálculo das interações de elétrons que não dependesse de aspectos empíricos, a equação de Hartree não foi muito bem aceita na comunidade científica, pois até 1930 não estava claro se ela era condizente com o método variacional. Nesse mesmo ano, Slater e Fock demonstraram como obter tais equações por meio do método variacional, conferindo mais credibilidade ao método de Hartree. Posteriormente, Fock, ao aplicar o determinante de Slater, uma expressão que satisfaz os princípios dePauli e da antissimetria ao descrever a função de onda em um ambiente multieletrônico, na equação de Hartree, criou o método que hoje é conhecido como método Hartree-Fock. Com o uso desse método, foram deduzidas as equações do átomo de sódio." Livro-texto, p. 166. 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 6/10 - 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: Nota: 10.0 A A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! "O método LCAO - linear combination of atomic orbitals (combinação linear dos orbitais atômicos) tem o objetivo de demonstrar como a função de onda dos elétrons se comporta em ligações moleculares. [...] eram empregados para prever a energia dos orbitais moleculares, sendo o método de Hiickel um dos mais populares. Entretanto, como são limitados em seus modelos de predição e apresentam várias inconsistências, sendo geralmente aplicáveis a um número restrito de casos, foram substituídos por métodos mais exatos e softwares de predição de comportamento baseados em métodos semiempíricos ou ab initio." Livro-base, p.172-173 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 1/10 - 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: Nota: 10.0 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) Você acertou! "Quando o elétron de um átomo de hidrogênio ocupa um estado excitado, dizemos que seu equilíbrio é instável. Isso significa que, depois de um tempo, esse elétron espontaneamente voltará a um dos estados de menor energia, de maneira direta ou indireta, até retornar ao estado fundamental." Livro-base, p.195 D A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. E As asserções I e II são proposições falsas. Questão 2/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: "Todas as partículas conhecidas no universo pertencem a um entre dois grupos: férmions ou bósons. Férmions são partículas com spin semi-inteiro (como o spin 1/2) e compõem a matéria comum. Suas energias de estado fundamental são negativas. Bósons são partículas com spin inteiro (como 0, 1, 2) e dão origem a forças entre os férmions, como a força gravitacional e a luz. Suas energias de estado fundamental são positivas. A teoria da supergravidade considera que todo férmion e todo bóson possuem uma superparceira com spin 1/2 maior ou menor do que o seu." Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: HAWKING, S., O Unverso Numa Casca de Noz, 1ª ed., Rio de Janeiro: Intrínseca, 2004, p. 70. 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 possuem função de onda simétrica. PORQUE II. Devido a sua natureza fermiônica, os elétrons devem obedecer ao princípio de exclusão de Pauli. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! Para a asserção I: “Segundo o princípio de exclusão de Pauli, dois elétrons confinados em uma mesma armadilha não podem ter o mesmo conjunto de números quânticos. [...]” Livro-base, p. 147. Para a asserção II: “Para Pauli, os elétrons não podem localizar-se todos no mesmo estado quântico ou na camada mais interna do átomo, pois devem ser descritos por autofunções totais antissimétricas e, quando mais de um elétron é colocado teoricamente nesse mesmo estado, essas autofunções se anulam.” Livro-base, p. 148. 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. D A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. E As asserções I e II são proposiçõesfalsas. Questão 3/10 - Química Quântica Leia o fragmento de texto: “em locais com apenas um grau de liberdade, denominados poços de potencial ou armadilhas unidimensionais [...], a descrição do comportamento do elétron é análoga à propagação de uma onda. estacionária em uma corda presa nas extremidades, de modo que a única direção de propagação da onda possível localiza-se no eixo x.[...] O fato de a corda ter as extremidades fixas faz com que estas se comportem como nós, e a frequência de oscilação também pode ocasionar a existência de nós em pontos internos da corda. Os modos permitidos de oscilação da corda são obtidos para um comprimento (LL) igual a nn meios do comprimento de onda ??.” 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. 128-129 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 um elétron aprisionado em um poço de potencial: I. As energias possíveis de um elétron aprisionado em um poço de potencial deve apresentar valores quantizados. PORQUE II. A função de onda de um elétron dentro de um poço de potencial devem se anular nas extremidades do mesmo. A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão 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. “O fato de a corda ter as extremidades fixas faz com que estas se comportem como nós, e a frequência de oscilação também pode ocasionar a existência de nós em pontos internos da corda. Os modos permitidos de oscilação da corda são obtidos para um comprimento (LL) igual a nn meios do comprimento de onda ??. Assim, a corda ocupa apenas estados para os quais LL é obtido” livro-base, p. 129. “A onda de matéria que descreve o comportamento do elétron deve ter o mesmo comportamento da onda estacionária em uma corda. Portanto, as posições x=0x=0 e x=Lx=L correspondem aos nós da onda.[...] O fato de EnEn ser quantizada é resultado de a quantidade nn poder assumir apenas valores inteiros e positivos.” livro-base, p.131. D As asserções I e II são proposições falsas. E A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. Você assinalou essa alternativa (E) Questão 4/10 - 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: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A III e V B I, II e IV Você assinalou essa alternativa (B) C I, III e V D I e IV E II, III e V A equação de Schrödinger independente do tempo:−ℏ22m∂2ψ(x)∂x2+V(x,t)ψ(x)=Eψ(x,t)−ℏ22�∂2�(�)∂�2+�(�,�)�(�)=��(�,�)pode ser aplicada ao espaço vazio com V(x)=0�(�)=0.A solução da mesma é dada por ψ(x)=Asin(kx)+Bcos(kx)�(�)=�sin(��)+�cos(��)onde |ψ(x,t)|2|�(�,�)|2 pode ser interpretado como a densidade de probabilidade da localização da partícula. Já a energia da partícula, a partir da função de onda, ficaE=ℏ2k22m�=ℏ2�22�.livro-base, p. 99-100. Questão 5/10 - 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: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A 1-3-2-4-5 B 5-3-1-4-2 "Quando confinado, o elétron tende a permanecer no estado de menor energia. Para que deixe esse estado e passe a ocupar um de energia maior, é necessário que ele ganhe uma quantidade de energia ?E?E, igual à diferença entre a energia do estado em que ele está e a energia do estado que ele ocupará quando excitado: ?E=Ealta-Ebaixa?E=Ealta-Ebaixa. Considera-se que, ao receber a energia necessária para mudar de estado, o elétron foi excitado ou realizou um salto quântico. Uma das formas de fornecer energia para tal transformação é por meio da absorção de um fóton com quantidade de energia dada por h?=?E=Ealta-Ebaixah?=?E=Ealta-Ebaixa, em que ?? é a frequência de vibração do fóton e hh é a constante de Planck"".O mesmo é válido para a emissão de um fóton, que só ocorrerá se a energia emitida por ele for igual á diferença de energia entre dois estados permitidos." (livro-base, p. 132). Assim: ?Eii?i=Eii-Ei=245-112?Eii?i=133 eV?Eii?i=Eii-Ei=245-112?Eii?i=133 eV da mesma forma para a transição Eiii?EiEiii?Ei ?Eiii?i=Eiii-Ei=374-112?Eiii?i=262 eV?Eiii?i=Eiii-Ei=374-112?Eiii?i=262 eV para a transição Eiii?EiiEiii?Eii ?Eiii?ii=Eiii-Eii=374-245?Eiii?ii=129 eV?Eiii?ii=Eiii-Eii=374-245?Eiii?ii=129 eV para a transição Eiv?EiiEiv?Eii ?Eiv?ii=Eiv-Eii=476-245?Eiv?ii=231eV?Eiv?ii=Eiv-Eii=476-245?Eiv?ii=231 eV para a transição Eiv?EiiiEiv?Eiii ?Eiv?iii=Eiv-Eiii=476-374?Eiv?iii=102 eV?Eiv?iii=Eiv-Eiii=476-374?Eiv?iii=102 eV Assim, a energia dos fótons emitidos é ordenada Eiv?iii(5)<Eiii?ii(3)<Eii?i(1)<Eiv?ii(4)<Eiii?i(2)Eiv?iii(5)<Eiii?ii(3)<Eii?i(1)<Eiv?ii(4)<Eiii?i(2) C 4-1-5-2-3 Você assinalou essa alternativa (C) D 2-1-4-3-5 E 4-5-2-3-1 Questão 6/10 - 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 estado físico 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: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A F-V-V-V-F Você assinalou essa alternativa (A) B V-F-F-V-V I.:V; II.:F; III.:F; IV.:V; V.:V “(III e IV) Para todo sistema físico existe um espaço de Hilbert, denominado espaço de estados. Os estados são representados por classes de equivalência de vetores não nulos que diferem entre si por um escalar complexo distinto de 0. Desse modo, (V) o estado de um objeto quântico é determinado por um vetor (ket) normalizado .[...] (II) isso implica considerar que os operadores lineares representam as variáveis dinâmicas do sistema, como a velocidade, o momento linear e o momento angular das partículas.” livro-base, p. 124-125 “(I) O vetor de estado tem sua evolução temporal determinada pela equação de Schrodinger em que é o observável associado à energia total do sistema.” livro-base, p. 124-125 C F-F-V-F-V D V-F-V-F-V E V-V-F-V-F Questão 7/10 - 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: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. "O método LCAO - linear combination of atomic orbitals (combinação linear dos orbitais atômicos) tem o objetivo de demonstrar como a função de onda dos elétrons se comporta em ligações moleculares. [...] eram empregados para prever a energia dos orbitais moleculares, sendo o método de Hiickel um dos mais populares. Entretanto, como são limitados em seus modelos de predição e apresentam várias inconsistências, sendo geralmente aplicáveis a um número restrito de casos, foram substituídos por métodos mais exatos e softwares de predição de comportamento baseados em métodos semiempíricos ou ab initio." Livro-base, p.172-173 B As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da primeira. Você assinalou essa alternativa (B) 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 8/10 - 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: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A I, II, IV e V B II, III, IV e V Você assinalou essa alternativa (B) C I, II, IV e VI Somente I, II, IV e VI, pois: “A aplicação das teorias quânticas à química permite prever propriedades das reações e moléculas criadas, sem a necessidade de extensas pesquisas experimentais. É possível, por exemplo, verificar como os elétrons estão(I) distribuídos nas moléculas, analisar a (VI) polaridade das moléculas e as cargas atômicas, simular espectros, prever comportamentos e propriedades de moléculas sem a necessidade de criá-las, (II) estudar a eletroafinidade e também os (IV) caminhos de reação.” Livro-base, p. 157. Ficam excluídos das aplicações diretas III e V. D III, IV, V e VI E I, II, III e IV Questão 9/10 - 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: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A V-F-V-V-F "Outro conceito importante criado por Pauling é chamado hibridização das orbitais atômicos. (I) Vimos anteriormente que uma das bases da mecânica quântica é a existência do número quântico orbital l, que foi empregado para determinar o número máximo de elétrons em cada um dos orbitais atômicos, simbolizados por meio das letras s�, p�, d�,f�,g� e hℎ. (III) Segundo as observações de Pauling, a descrição da ligação química entre as moléculas leva â construção de modelos nos quais as funções que caracterizam o comportamento dos elétrons são uma mistura dos orbitais. (IV) No caso do átomo de carbono, os orbitais 2s e 2p podem se combinar para formar quatro orbitais equivalentes sp³, denominados orbitais híbridos. (V) Esse tipo de hibridização de orbitais é fundamental para descrever compostos como o metano, que apresenta uma geometria tetraédrica. De forma análoga ao transcorrido na formação dos quatro orbitais híbridos sp³, (II) quando o orbital 2s se combina com dois orbitais 2p, formam-se três orbitais equivalentes, chamados orbitais híbridos sp². Compostos de cadeia molecular insaturados, como o etileno, são descritos mediante essa forma de hibridizaçâo." Livro-base, p. 188-189. B F-F-V-V-V C V-V-F-V-F D F-V-F-F-V Você assinalou essa alternativa (D) E V-V-F-F-V Questão 10/10 - 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: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A V-F-V-F-V Você assinalou essa alternativa (A) B V-V-V-F-F C F-F-F-V-V D V-V-F-V-F E F-F-V-F-V "(I e II) Quando átomos com a mesma eletroafinidade se ligam de forma covalente, configura-se uma ligação apolar. O processo de ligação covalente entre átomos com eletroafinidades diferentes forma, então, uma ligação covalente polar.[...] (III e IV) O momento dipolar (?uu?) pode ser considerado uma grandeza vetorial. Sua direção de polaridade é indicada por meio de um vetor que tem início no polo positivo, no átomo de menor eletronegatividade (extremidade riscada da seta), e direciona-se no sentido do pólo negativo, para o átomo com maior eletronegatividade (extremidade que corresponde à ponta da seta)[...] (V) Não é possível obter o valor do momento dipolar (?uu?) por medição, o que se deve à impossibilidade de fazer medições do momento dipolar de uma ligação individual dentro da molécula. O que se pode fazer é tomar a medida do momento total da molécula,que é dada pela soma vetorial dos momentos das ligações individuais que compõem a molécula, o que é chamado de momento dipolar resultante (?uru?r)." Livro-base, p. 198-200. Questão 1/10 - 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-baseBUGALSKI, 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: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão 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 Você assinalou essa alternativa (D) E F-V-F-V-V-F "(I) No primeiro método, chamado mecânica molecular, não é utilizada qualquer base da física quântica, [...] (II) A principal vantagem desse método é que, como não existem muitas variáveis envolvidas nem complexidade de equações, é possível analisar amostras de maior tamanho, de até 105 átomos, [...] (III) (na) teoria do funcional da densidade [...] seu método de abordagem não caracteriza de maneira precisa as interações intermoleculares, sobretudo as interações de Van der Waals. (IV) O [...] método, chamado semiempírico [...] apresenta alguns elementos da física quântica e empresta outros de resultados obtidos de modo empírico, como os parâmetros do hamiltoniano ou de cálculos ab initio. [...] (V) Chamado ab initio (“do princípio", em latim), esse tipo de metodologia tem como base os princípios da física quântica. [...] (VI) a resolução do problema depende bastante da capacidade de processamento do computador usado. No entanto, o método permite antecipar qual será a margem de erro no cálculo, pois se sabe com exatidão quais foram as aproximações feitas," Livro-texto, p. 159-161 Questão 2/10 - 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: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A F-F-V-V-V B V-V-V-F-F Você assinalou essa alternativa (B) C F-V-F-F-V D V-V-F-F-V "Porém, quando se analisa o problema mais a fundo, são identificadas algumas outras limitações. A primeira delas é que (I e IV) a equação de Schrödinger só propõe uma solução exata para o átomo do hidrogênio. (II) Para os outros átomos, só é possivel chegar a uma solução por meio de aproximações, em virtude do crescente número de partículas e variáveis envolvidas no processo. A segunda dificuldade é que, independentemente do método utilizado, pelo menos com o conjunto de conhecimentos disponíveis atualmente, (III e V) sempre haverá um elemento de incerteza nos cálculos, e essa incerteza tende a crescer com o aumento do tamanho da amostra a ser estudada. "Livro-base, p. 158. E F-V-V-F-F Questão 3/10 - 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: Nota: 0.0Você não pontuou essa questão A 1-3-2-4-5 B 5-3-1-4-2 "Quando confinado, o elétron tende a permanecer no estado de menor energia. Para que deixe esse estado e passe a ocupar um de energia maior, é necessário que ele ganhe uma quantidade de energia ?E?E, igual à diferença entre a energia do estado em que ele está e a energia do estado que ele ocupará quando excitado: ?E=Ealta-Ebaixa?E=Ealta-Ebaixa. Considera-se que, ao receber a energia necessária para mudar de estado, o elétron foi excitado ou realizou um salto quântico. Uma das formas de fornecer energia para tal transformação é por meio da absorção de um fóton com quantidade de energia dada por h?=?E=Ealta-Ebaixah?=?E=Ealta-Ebaixa, em que ?? é a frequência de vibração do fóton e hh é a constante de Planck"".O mesmo é válido para a emissão de um fóton, que só ocorrerá se a energia emitida por ele for igual á diferença de energia entre dois estados permitidos." (livro-base, p. 132). Assim: ?Eii?i=Eii-Ei=245-112?Eii?i=133 eV?Eii?i=Eii-Ei=245-112?Eii?i=133 eV da mesma forma para a transição Eiii?EiEiii?Ei ?Eiii?i=Eiii-Ei=374-112?Eiii?i=262 eV?Eiii?i=Eiii-Ei=374-112?Eiii?i=262 eV para a transição Eiii?EiiEiii?Eii