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2 Determine o conjunto de números quânticos do último elétron do 17Cl (considere que o primeiro elétron de cada orbital apresenta spin = − 1 2 ). Resolução: De acordo com o diagrama de Linus Pauling, a distribuição eletrônica do cloro é: 17Cl: 1s 22s22p63s23p5 O último elétron da distribuição do cloro corresponde ao 5º elétron do subnível p da camada 3 (3p5). Observe que, dos quatro números quânticos, dois já são conhecidos: Subnível p → l = 1 Camada 3 → n = 3 3p5 n = 3 (número quântico principal); l = 1 (número quântico secundário). Para determinar o magnético (m l ), devemos esquematizar os orbitais. O subnível p é formado por três orbitais: –1 0 +1 São cinco elétrons distribuídos em três orbitais. De acordo com a regra de Hund, devemos primeiro colocar um elétron em cada orbital (com mesmo spin) para depois colocar o se- gundo elétron de cada orbital (com spin oposto ao primeiro). –1 0 +1 (O primeiro elétron de cada orbital está representado com a cor preta.) Dessa forma, o quinto elétron adicionado ficou no orbital 0 (m l = 0) e o spin, como foi o segundo elétron adicionado nes- se orbital, apresenta valor s = + . 1 2 Portanto, os quatro números quânticos do último elétron da distribuição do cloro são: n = 3; l = 1; m l = 0; s = + . 1 2 Exercício resolvido 1 A falta de potássio no organismo pode causar distúrbios neuromusculares, cãibras, paralisias e aumento da pressão arterial. Dos isótopos naturais do elemento potássio, o mais abundante é: 19 39K. As quantidades de prótons, nêutrons e elétrons do isótopo estável do potássio são, respectivamente, A 19, 20 e 39. B 19, 19 e 39. C 19, 20 e 19. D 39, 19 e 20. E 20, 19 e 19. 2 Os átomos X e Y são isótopos e apresentam as seguintes características: A A A AX Y� � � 5 3 2 10 3 2 Os números de massa de X e Y são, respectivamente: A 45 e 43. B 45 e 41. C 43 e 43. D 43 e 41. E 41 e 40. 3 Um elemento químico possui a seguinte represen tação: 16 32X. Considerando essa representação, é correto afirmar que esse elemento, no estado fundamental: A é isóbaro do enxofre. B é isótono do enxofre. C é isótopo do oxigênio. D tem 16 p+, 16 e– e 16 n0. 4 Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações abaixo, referentes a algumas propriedades dos átomos. Isótonos têm propriedades físicas iguais. Isóbaros têm propriedades químicas iguais. Isótopos têm propriedades químicas iguais. Isóbaros de elementos diferentes têm necessariamente um número diferente de nêutrons. A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é A V – V – V – V. B V – V – V – F. C V – V – F – V. D F – F – V – V. E F – F – V – F. QUÍMICA – FRENTE 1990 ATIVIDADE 2 Estrutura dos átomos e distribuição eletrônica 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA 5 Assinale a alternativa que exibe uma série isoeletrônica. A Al3+ – Si4+ – S2− – Cl− B Cl– – Br– – Se2– – O2− C Si4+ – Se2– – Cl– – K+ D Ca2+ – Al3+ – Si4+ – Br– E K+ – Ca2+ – S2– – Cl− 6 Recentemente, cientistas conseguiram produzir hidrogênio metálico, comprimindo hidrogênio molecular sob elevada pres- são. As propriedades metálicas desse elemento são as mesmas dos demais elementos do grupo 1 da tabela de classificação periódica. Essa semelhança está relacionada com o subnível mais energético desses elementos, que corresponde a: A ns1 B np2 C nd3 D nf4 7 O subnível d de um átomo, em seu estado fundamental, tem 4 elétrons desemparelhados. O número de elétrons que existem no nível a que pertence esse subnível é A 13 ou 14. B 12 ou 15. C 12 ou 14. D 13 ou 15. 8 De acordo com o princípio de Aufbau, para a distribuição eletrônica em átomos multieletrônicos, diz-se que um átomo encontra-se no seu estado fundamental quando seus elé- trons se localizam nos estados de menor energia. Dentre as opções a seguir, aquela coincidente com a de um átomo em seu estado fundamental é: A 1s2 2s1 2p4 B 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 4s2 3d10 C 1s2 2s2 2p6 3s1 3p5 4s2 D 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 E 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d8 4p2 9 As propriedades das substâncias químicas podem ser previstas a partir das configurações eletrônicas dos seus elementos. De posse do número atômico, pode-se fazer a distribuição eletrônica e localizar a posição de um elemento na tabela periódica, ou mesmo prever as configurações dos seus íons. Sendo o cálcio pertencente ao grupo dos alcalinos terrosos e possuindo número atômico Z = 20, a configuração eletrônica do seu cátion bivalente é: A 1s2 2s2 2p6 3s2 B 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 C 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 D 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2 E 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 4p2 10 Um grupo de defesa do meio ambiente afirma que as barbatanas de tubarão – consideradas uma iguaria na Ásia – podem conter quantidades perigosas de mercúrio. O WildAid, dos Estados Unidos, afirma que testes inde- pendentes feitos com barbatanas compradas em Bangcoc revelaram quantidades de mercúrio até 42 vezes maiores do que os limites considerados seguros para consumo humano. BBC Brasil, 3 jul. 2001. Disponível em: <www.bbc.co.uk/portuguese/noticias/2001/010703_tubarao.shtml>. Uma das formas iônicas do mercúrio metabolizado pelo or- ganismo animal é o cátion Hg2+. Nesse sentido, a opção que contém a configuração eletrônica correta deste cátion é: A [Xe] 4f145d106s2 B [Xe] 4f145d10 C [Xe] 4f125d106s2 D [Xe] 4f125d9 E [Xe] 4f145d86s2 As questões selecionadas nesta seção são prioritariamente do Enem, mas questões de vestibulares diversos que apresentam caracterís- ticas semelhantes aos itens do referido exame também foram usadas como recurso para estudo. 1 O selênio, um não metal do grupo dos calcogênios, pos- sui extrema importância biológica, pois é um micronutriente indispensável para todas as formas de vida. É formado por átomos que possuem a representação 34Se 79. É correto afirmar que o selênio apresenta A 45 partículas nucleares. B 113 partículas nucleares. C 6 elétrons na camada de valência. D 2 elétrons na camada de valência. 2 Somente cerca de 1% das baterias usadas dos telefo- nes celulares vai para a reciclagem. No Brasil, 180 milhões de baterias são descartadas todos os anos. O problema de tudo isso parar no lixo comum é a contaminação por metais pesados. A composição química das baterias varia muito, mas a mais nociva é a feita de níquel e cádmio (Ni–Cd), que são metais tóxicos que têm efeito cumulativo e podem pro- vocar câncer. Sobre esses metais, pode-se afirmar, correta- mente, que: A o Ni possui em sua configuração eletrônica, no estado fundamental, o subnível 3d9. B Ni e Cd são metais de transição, pertencentes ao mesmo grupo. C na configuração eletrônica do Cd, no estado fundamental, o 35º elétron está posicionado nos números quânticos n = 4 e m = 0. D Ni e Cd são usados em baterias de telefones celulares porque são metais isótopos. QUÍMICA – FRENTE 1 ATIVIDADE 2 Estrutura dos átomos e distribuição eletrônica 991 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA EXTRAS 1 Em 2016 a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) confirmou a descoberta de mais quatro elementos, todos produzidos artificialmente, identificados nas últimas décadas por cientistas russos, japoneses e americanos, e que completam a sétima fila da tabela periódica. Eles se chamam Nihonium (símbolo Nh e elemento 113), Moscovium (símbolo Mc e elemento 115), Tennessine (símbolo Ts e elemento 117) e Oganesson (símbolo Og e elemento 118). As massas atômicas desses elementos são, respectivamente, 286, 288, 294, 294. Com base nas afirmações anteriores assinale a alternativa correta. A Esses elementos são representados por 286 113 288 115 294 117 294 118Nh, Mc, Ts e Og. B Os elementos Tennessine e Oganesson são isóbaros. C Estes elementos foram encontrados em meteoritosoriundos do espaço. D Os elementos Tennessine e Oganesson são isótopos. E Os quatro novos elementos são isótonos entre si. 2 Baseado nos conceitos sobre distribuição eletrônica, ana- lise os itens a seguir. I. 24Cr = [Ar] 4s 2 3d4 II. 29Cu = [Ar] 4s 2 3d9 III. 26Fe 2+ = [Ar] 4s2 3d4 Assinale a alternativa correta. A Todos os itens estão incorretos. B Todos os itens estão corretos. C Apenas I e II estão corretos. D Apenas III está correto. 3 Um átomo possui configuração eletrônica, cujo orbital mais energético é o 3d. Este orbital se encontra semipreen- chido. A respeito da configuração eletrônica deste átomo é correto afirmar: A A distribuição eletrônica da camada de valência é 2s2 e 2p6. B Todos os elétrons presentes neste átomo possuem spin eletrônico emparelhado, em sua configuração de menor energia. C Apenas um elétron presente neste átomo possui spin eletrônico desemparelhado, em sua configuração de menor energia. D Este átomo possui 25 elétrons, sendo 20 com spins em- parelhados e 5 com spins desemparelhados. E A promoção de um elétron do orbital 3p para um orbital de maior energia leva a configuração eletrônica 3p4 4s1. 4 Na distribuição eletrônica do 38Sr88, o 17º par eletrônico possui os seguintes valores dos números quânticos (princi- pal, secundário, magnético e spin): A 4, 2, 0, − 1 2 e + 1 2 . B 4, 1, +1, − 1 2 e + 1 2 . C 4, 1, 0, − 1 2 e + 1 2 . D 4, 2, –1, − 1 2 e + 1 2 . QUÍMICA – FRENTE 1992 ATIVIDADE 2 Estrutura dos átomos e distribuição eletrônica 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA EXTRAS 1 Em 2016 a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) confirmou a descoberta de mais quatro elementos, todos produzidos artificialmente, identificados nas últimas décadas por cientistas russos, japoneses e americanos, e que completam a sétima fila da tabela periódica. Eles se chamam Nihonium (símbolo Nh e elemento 113), Moscovium (símbolo Mc e elemento 115), Tennessine (símbolo Ts e elemento 117) e Oganesson (símbolo Og e elemento 118). As massas atômicas desses elementos são, respectivamente, 286, 288, 294, 294. Com base nas afirmações anteriores assinale a alternativa correta. A Esses elementos são representados por 286 113 288 115 294 117 294 118Nh, Mc, Ts e Og. B Os elementos Tennessine e Oganesson são isóbaros. C Estes elementos foram encontrados em meteoritos oriundos do espaço. D Os elementos Tennessine e Oganesson são isótopos. E Os quatro novos elementos são isótonos entre si. 2 Baseado nos conceitos sobre distribuição eletrônica, ana- lise os itens a seguir. I. 24Cr = [Ar] 4s 2 3d4 II. 29Cu = [Ar] 4s 2 3d9 III. 26Fe 2+ = [Ar] 4s2 3d4 Assinale a alternativa correta. A Todos os itens estão incorretos. B Todos os itens estão corretos. C Apenas I e II estão corretos. D Apenas III está correto. 3 Um átomo possui configuração eletrônica, cujo orbital mais energético é o 3d. Este orbital se encontra semipreen- chido. A respeito da configuração eletrônica deste átomo é correto afirmar: A A distribuição eletrônica da camada de valência é 2s2 e 2p6. B Todos os elétrons presentes neste átomo possuem spin eletrônico emparelhado, em sua configuração de menor energia. C Apenas um elétron presente neste átomo possui spin eletrônico desemparelhado, em sua configuração de menor energia. D Este átomo possui 25 elétrons, sendo 20 com spins em- parelhados e 5 com spins desemparelhados. E A promoção de um elétron do orbital 3p para um orbital de maior energia leva a configuração eletrônica 3p4 4s1. 4 Na distribuição eletrônica do 38Sr88, o 17º par eletrônico possui os seguintes valores dos números quânticos (princi- pal, secundário, magnético e spin): A 4, 2, 0, − 1 2 e + 1 2 . B 4, 1, +1, − 1 2 e + 1 2 . C 4, 1, 0, − 1 2 e + 1 2 . D 4, 2, –1, − 1 2 e + 1 2 . QUÍMICA – FRENTE 1992 ATIVIDADE 2 Estrutura dos átomos e distribuição eletrônica 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA QUÍMICA – FRENTE 1 ATIVIDADE 1 Classifcaaço periidica dos elementos 993 Química 3 ATIVIDADE C7 | H24 © Dana Rothstein | Dreamstime.com Apesar de Dmitri Mendeleiev ser considerado o idealizador da tabela periódica, a forma como a conhecemos hoje deve-se à contribuição de muitos outros cientistas, que, ao longo dos anos, buscaram formas de classificar os elementos químicos. Agora estudaremos como nasceu a necessidade de organizar os elementos descobertos e como se chegou à atual tabela periódica. Classificação periódica dos elementos � O desenvolvimento da tabela periódica Atualmente, a tabela periódica adotada no mundo intei- ro segue os padrões estabelecidos pela IUPAC; entretanto, a elaboração desse modelo envolveu o trabalho de vários cientistas ao longo de muitos anos. Com o passar do tempo e com o desenvolvimento de novas técnicas de caracterização de substâncias químicas, os cientistas reconheceram seme- lhanças entre as propriedades físicas e químicas desses ele- mentos, e algumas tentativas de organizá-los começaram a surgir. A seguir, conheceremos algumas delas. As tríades de Dobereiner Entre 1817 e 1829, o químico alemão Johann Wolfgang Dobereiner começou a associar elementos a proprieda- des semelhantes em grupos de três, chamados por ele de tríades. Essa proposta surgiu quando o químico notou que a massa atômica do estrôncio era aproximadamente a média das massas atômicas do cálcio e do bário, como mostrado a seguir. Tríade do cálcio, estrôncio e bário Elemento Massa atômica (1º) Cálcio 40 (2º) Estrôncio ≅ 88 (3º) Bário 137 Em 1829, Dobereiner descobriu uma tríade composta de cloro, bromo e iodo e outra composta de lítio, sódio e po- tássio. Assim, ele postulou que, na natureza, os elementos químicos organizavam-se em tríades, dentro das quais a mas- sa atômica do elemento central era a média aritmética das massas atômicas dos elementos extremos. No entanto, surgiram elementos de propriedades quí- micas semelhantes, cujas massas atômicas desrespeitavam essa regra e, com isso, a lei das tríades foi descartada. Química 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA 18 - OCTA+_QUI_F1-AT01A05.INDD / 22-10-2019 (10:07) / GUILHERME.SILVA / PDF GRAFICA Química – Frente 1 Atividade 3 - Classificação periódica dos elementos
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