Química Quântica

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Questão 31 - 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∂�(�,�)∂�.
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:
	
	A
	III e V
	
	B
	I e II e IV
	
	C
	I, III e V
	
	D
	I e IV
	
	E
	II, III e V
Questão 32 - 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.
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.
	
	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 33 - 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."
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:
	
	A
	F-V-V-V-F
	
	B
	V-F-F-V-V
	
	C
	F-F-V-F-V
	
	D
	V-F-V-F-V
	
	E
	V-V-F-V-F
Questão 34 - 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."
Considerando o fragmento de texto e os conteúdos do livro-base BUGALSKI, L. B., GABE, D. A., Química Quântica: Origens e Aplicações, Curitiba: InterSaberes, 2020, analise as seguintes afirmativas:
I. Os elétrons da camada de valência se organizam de forma simétrica em 8 elétrons, um para cada vértice do cubo.
II. Elétrons não podem transitar de uma posição em uma camada externa da eletrosfera para outra, dado que suas posições são mantidas de forma rígida.
III. Uma região eletricamente positiva, não afetada em mudanças químicas, com uma quantidade específica de elementos para cada grupo da tabela periódica.
IV. As forças elétricas não atuam da mesma forma em partículas muito próximas.
V. Uma camada externa negativa, com um número entre 0 e 12 elétrons.
VI. Duas camadas atômicas não podem ser interpenetráveis de forma simultânea.
São postulados da teoria do átomo cúbico corretamente enunciados somente:
	
	A
	I, II, e V
	
	B
	I, III e IV
	
	C
	III, IV e VI
	
	D
	II, III e IV
	
	E
	IV, V e VI
Questão 35 - 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."
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:
	
	A
	I, III e V
	
	B
	I, II e V
	
	C
	II, III e V
	
	D
	I, II e IV
	
	E
	III, IV e V
Questão 36 - Química Quântica
Considere o fragmento de texto a seguir:
"Informações importantes a respeito da natureza de átomos e moléculas têm sido obtidas através doestudo da interação da radiação com a matéria. Muitas evidências experimentais, desde a metade do século XIX, sugeriam que a luz deveria ser descrita como um movimento ondulatório."
Considerando o texto acima e demais conteúdos do texto base Modelos teóricos para a compreensão da estrutura da matéria quanto ao uso de ferramentas e métodos de estudo que auxiliam na compreensão do mundo quântico, assinale a alternativa que apresenta uma das ferramentas que auxiliam na revelação do efeito da interação da radiação com a matéria.
	
	A
	Microscopia
	
	B
	Cristalografia
	
	C
	Fotografia
	
	D
	Espectroscopia
	
	E
	Estetoscopia
Questão 37 - 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 [...]."
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:
	
	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.
Questão 38 - Química Quântica
Considere o excerto de texto a seguir:
"Na mecânica quântica as formas de se estabelecer relações numéricas e representação física de eventos são de modelos não convencionais como o de costumeiro da física e química".
Em muitos processos matemáticos um elemento tem que se submeter a um conjunto de operações quase sempre complicada, que se repetem muitas vezes. Considerando o texto acima e no texto-base Introdução à Química Quântica, assinale a alternativa que apresenta corretamente qual é a denominação correta para o conjunto de operações e transformações métricas representadas por símbolos.
	
	A
	Operadores matemáticos
	
	B
	Operadores de transformação
	
	C
	Operadores de operação
	
	D
	Operadores quânticos
	
	E
	Operadores lógicos
Questão 39 - 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."
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:
	
	A
	II, III e IV
	
	B
	I, II e III
	
	C
	I, IV e V
	
	D
	I, II e IV
	
	E
	III, IV e V
Questão 40 - 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;"
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
	
	B
	I, II e V
	
	C
	II e III
	
	D
	II e V
	
	E
	I, III e IV