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CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// Professor(a): Ronaldo Paiva assunto: númeRos Quânticos e configuRações eletRônicas frente: Química iv OSG.: 117980/17 AULA 04 EAD – MEDICINA Resumo Teórico Números Quânticos e Configurações Eletrônicas Dualidade onda-partícula de De Broglie No início do século XX, a Física passou por uma revolução intensa. Até então os fenômenos luminosos, como a sua interferência e a sua difração, eram interpretados por meio de um modelo ondulatório. Do mesmo modo, entendia-se como a eletricidade se propagava por meio de partículas denominadas elétrons. No entanto, Albert Einstein, ao estudar o efeito fotoelétrico em 1905, e Niels Böhr, ao estudar o átomo em 1913, sugerem um comportamento corpuscular da luz. Na realidade, tudo que a Física entendia corretamente na escala atômica, de repente tornou-se extremamente difuso e incapaz de explicar essa aparente dualidade partícula-onda da luz. Para colocar mais lenha na fogueira, em 1923 o físico francês Louis De Broglie sugeriu que, se a luz (considerada uma onda) tem propriedades corpusculares, então talvez as partículas da matéria, em circunstâncias apropriadas, também pudessem exibir aspectos ondulatórios. Segundo De Broglie, é possível demonstrar matematicamente esse caráter dual para as partículas, associando as equações de Einstein (E = mc2) e Planck (E = hc / λ). λ λ= = h mc h mv ou Se a matéria tem propriedades ondulatórias, por que não são comumente observadas? O cálculo com a relação de De Broglie mostra que uma bola comum (m = 0,145 kg), movendo-se a 96 km/h (27 m/s), tem um comprimento de onda da ordem de 10–34 m, valor muito pequeno para ser detectado. Já para os elétrons, obtém-se um valor de picometros (10–12 m) que, em circunstâncias especiais, pode ser medido. A dualidade é mais comumente observada entre as partículas como elétrons, prótons e nêutrons. Resumindo: A toda partícula em movimento está associada uma onda cujo comprimento de onda é dado pela expressão: λ = h mv . Princípio da Incerteza de Heisenberg Na Física Clássica, acreditava-se que se soubéssemos a posição inicial e o momento (massa × velocidade) de todas as partículas de um sistema, seríamos capazes de calcular suas interações e prever como ele se comportará. Isso parece correto, se pudéssemos descrever com precisão as interações entre essas partículas, mas parte de um pressuposto bastante forte: o de que, de fato, conhecemos a posição e o momento de todas as partículas. Realmente em uma escala macroscópica é possível saber, por exemplo, a posição e a velocidade de um caminhão simultaneamente e com exatidão. O caminhão tem uma massa relativamente grande e uma velocidade relativamente pequena. No entanto, o elétron é tão pequeno que, se tentássemos medir a sua posição ou velocidade, os próprios instrumentos de medição alterariam esses valores. Imagine tentar determinar essas duas grandezas simultaneamente e com exatidão. Seria impossível! O observador e seus instrumentos alteram a realidade observada. Em 1927, Werner Heisenberg mostrou que era impossível conhecer, simultaneamente, com absoluta exatidão, a posição e o momento (massa × velocidade) de uma partícula como o elétron (Princípio da Incerteza ou de Heisenberg). No nível mais fundamental, esse princípio é consequência da dualidade onda-partícula de De Broglie. Resumindo: É impossível determinar, simultaneamente e com exatidão, a posição e a velocidade (ou momento) de um elétron. Modelo atômico atual (orbital) Em 1926, Erwin Schrödinger propôs uma equação de onda que considera também a natureza corpuscular (matéria) do elétron. Essa equação abriu caminho para surgir uma nova área da Física, conhecida como mecânica quântica. A maior dificuldade dessa equação é a utilização de recursos avançados de matemática que fogem ao nosso interesse em um curso de ensino médio. Vamos apenas analisar os resultados dessa equação. Esses resultados ajudam a descrever os estados energéticos dos elétrons e as regiões em torno do núcleo, onde é mais provável encontrá-los. Resolução da equação: • Orbitais – Gráficos de probabilidade. • Números quânticos – Raízes da equação. 2F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// Módulo de estudo OSG.: 117980/17 Os orbitais Um beija-flor bate suas asas tão rápido que só é possível termos uma ideia da região onde elas podem estar. O mesmo ocorre com um ventilador ligado, apenas sabemos onde as hélices têm grande chance de estarem. St ev e By la nd /1 23 RF /E as yp ix V ic en te B ar ce lo V ar on a/ 12 3R F/ Ea sy pi x Por analogia, com os elétrons na sua local ização e com seu comportamento dual, só é possível obter a região onde é máxima a probabil idade de encontrá-los. Esses gráficos de probabilidade de localização são denominados orbitais. Os orbitais possuem uma representação matemática (formatos tridimensionais) e didática ( ou ). Os formatos gráfico-matemáticos dependem do tipo orbital: s, p, d ou f. Apenas os orbitais do tipo s e p possuem contornos (formatos) que devem ser compreendidos para uma prova de vestibular, devido ao grande grau de abstração que os outros apresentam. Vejamos esses formatos. Orbitais do tipo s (contorno esférico) Z x y Z X y (orbital s \ não direcional) Orbitais do tipo p (contorno halteres) x z y (3 orbitais do tipo p / orbitais direcionais) Os números quânticos São números que indicam a localização mais provável e o estado energético de cada elétron no átomo. O principal (n), secundário (l) e o magnético (ml) são resultados da equação de Schrödinger, que leva em conta o aspecto ondulatório do elétron. Esses 3 números quânticos são suficientes para caracterizar um orbital (região de alta probabilidade de encontrar elétrons). Primeiro número quântico ou número quântico principal (n) E A N E R G I1 + 2 3 4 • Indica o nível (camada) de energia do elétron. • Indica a distância média elétron-núcleo. • Só pode assumir valores inteiros e positivos: n = 1, 2, 3, 4, 5,... (camadas: K, L, M, N, O...). • É útil para determinar o número máximo de elétrons em cada nível – 2n2 (teoricamente). Nível 1 2 3 4 5 6 7 Quantidade máxima de elétrons (2n2). 2 8 18 32 50 72 98 Quantidade máxima de elétrons encontrada no estado fundamental. 2 8 18 32 32 18 8 Segundo número quântico, número quântico secundário ou número quântico azimutal (l) • Está relacionado com o formato (esférico, halteres...) dos orbitais. • Representa os subníveis ou subcamadas presentes em um nível ou camada. • Está relacionado com n, de modo que, para um dado valor de n, l é limitado pelos valores: l = 0, 1, 2, 3, ... (n –1). • Os subníveis associados com os valores de l = 0, 1, 2 e 3 são designados s, p, d e f, nessa ordem. • Observam-se diferenças de energia em subníveis de um mesmo nível. • Elétrons de um mesmo subnível possuem a mesma quantidade de energia. 3 F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// OSG.: 117980/17 Módulo de estudo Exemplos: l = 0: corresponde ao subnível s, no qual existe somente uma orientação. Subnível s: possui orbital com contorno esférico e, portanto, apenas uma orientação. x y z z x y z x y l = 1: corresponde ao subnível p, no qual existem três orientações permitidas para os seus orbitais. Subníveis p: três orientações possíveis, que coincidem com os três eixos cartesianos (x, y e z). Os três orbitais p são denominados px, py e pz. z x yy x z y x z y Orbital p x Orbital p y Orbital p z l = 2: corresponde ao subnível d. l = 3: corresponde ao subnível f. Com esse número também é possível encontrar a quantidade máxima de elétrons em cada subnível: 4 l + 2 Subnível s (l = 0) → 2 elétrons Subnível p (l = 1) → 6 elétrons Subnível d (l = 2) → 10 elétrons Subnível f (l = 3) → 14 elétrons Resumindo: s2 p6 d10 f14 ... Terceiro número quântico ou número quântico magnético(m ou ml) • Está associado à orientação do orbital no espaço, quando sujeito a um campo magnético. • Cada subnível contém um ou mais orbitais, sendo cada um deles limitado pelos valores: – l até + l, em que “l” é o secundário. subnível s (1 orbital) subnível p (3 orbitais) subnível d (5 orbitais) subnível f (7 orbitais) –3 –2 –2 –1 –1 –1 0 0 0 0 +1 +1 +1 ( – ) ( + ) +2 +2 +3 • Existe um único orbital para cada valor de ml. • Orbitais do mesmo subnível (mesmo valor de “l”) possuem a mesma energia. São chamados de degenerados. Observação: O quarto número quântico (spin) é, de certa forma, uma condição da mecânica quântica e está relacionado com a rotação ou momento angular intrínseco do elétron. Esse número não é um resultado da equação de Schrödinger. Quarto número quântico, número quântico quaternário ou número quântico de spin (ms) • Especifica o momento angular intrínseco do elétron. • Está associado à rotação do elétron em torno do seu próprio eixo. • Não está relacionado com os valores dos demais números quânticos. • Valores que podem assumir: + ½ ou – ½ (questão de convenção). Linhas de Campo Magnético ms = + 1/2 ms = – 1/2 e– S N e– S N S= ± 1/2 Princípio de Aufbau – configurações eletrônicas (diagrama de “Linus Pauling”) Os elétrons, dentro de um átomo, se encontram distribuídos em orbitais que possuem nível e subnível de energia. Se fizermos a combinação dos possíveis valores dos níveis (número quântico principal) e subníveis (número quântico secundário), encontraremos uma relação de proporcionalidade com a energia dos elétrons nos orbitais. A energia é diretamente proporcional à soma dos números quânticos principal e secundário desses orbitais. Energia ~ n + l Vejamos alguns exemplos. E 1s → 1 + 0 = 1 E 2s → 2 + 0 = 2 E 2p → 2 + 1 = 3 E 3s → 3 + 0 = 3 E 4d → 4 + 2 = 6 E 4f → 4 + 3 = 7 4F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// Módulo de estudo OSG.: 117980/17 É bom recordar os possíveis valores para o número quântico secundário e os subníveis correspondentes. n = 1 → l = 0 (s) n = 2 → l = 0, 1 (s, p) n = 3 → l = 0, 1, 2 (s, p, d) n = 4 → l = 0, 1, 2, 3 (s, p, d, f) n = 5 → l = 0, 1, 2, 3, 4 (s, p, d, f, g) n = 6 → l = 0, 1, 2, 3, 4, 5 (s, p, d, f, g, h) n = 7 → l = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 (s, p, d, f, g, h, i) Se forem colocados em ordem crescente de energia, esses orbitais ficam dispostos da seguinte forma: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f ... Energia crescente No caso de dois orbitais terem a mesma soma, aquele que possui maior nível é o mais energético. 3p < 4s 4p < 5s A ordem crescente de energia é obtida dispondo os subníveis (ou orbitais) da seguinte maneira (Princípio de Aufbau, conhecido como diagrama de Linus Pauling): Atenção: Os subníveis ou orbitais destacados não são preenchidos no estado fundamental de nenhum elemento da tabela periódica. Elétrons podem ocupar esses estados energéticos apenas em condições de excitação. Segundo essas setas, obtemos: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p Exemplos: 26 Fe → 1s22s22p63s23p64s23d6 É possível escrever a configuração eletrônica de um elemento em função de um gás nobre (Cerne de Gás Nobre: 2 He, 10 Ne, 18 Ar, 36 Kr, 54 Xe, 86 Rn). Exceto o Hélio, todo gás nobre termina a configuração em “p“. Dessa forma, a configuração até o último subnível “p“ corresponde a um cerne de gás nobre. No caso do Ferro, temos: 26 Fe → [Ar] 4s23d6 Quando um íon é formado, elétrons são acrescentados ou retirados da última camada ou camada de valência (maior nível da configuração). Após esgotada a camada de valência, utiliza-se a camada imediatamente inferior. No caso do ferro, temos dois estados de oxidação possíveis. 26 Fe2+ → [Ar] 4s03d6 ou simplesmente [Ar] 3d6 26 Fe3+ → [Ar] 4s03d5 ou simplesmente [Ar] 3d5 Regras de preenchimento dos orbitais Princípio da exclusão de Pauli • Dois elétrons em um mesmo átomo jamais terão os 4 números quânticos iguais. • Dois elétrons em um mesmo orbital possuem sempre spins contrários (antiparalelos). ou mais adotada Regra de Hund ou máxima multiplicidade • Ao ser preenchida uma subcamada, cada orbital dessa subcamada recebe inicialmente apenas um elétron. Somente depois de o último orbital dessa subcamada ter recebido seu primeiro elétron, começa o preenchimento de cada orbital semicheio com o segundo elétron; • O elétron de maior energia, chamado elétron de diferenciação, é o último elétron distribuído no preenchimento dos orbitais; • A distribuição dos elétrons ao redor do núcleo é feita de modo a ocupar os orbitais de mais baixa energia. Portanto, o preenchimento desses orbitais é feito observando-se a ordem crescente de energia dos subníveis. Exemplo: de acordo com Hund estado estado estável instável fundamental excitado em desacordo com Hund p3 Casos particulares de configuração Uma configuração com subnível d semipreenchido ou totalmente preenchido fica muito mais estável. Esse fato gera algumas alterações na ordem de preenchimento dos subníveis no diagrama de Linus Pauling. Nem todos os elementos seguem rigorosamente esse diagrama. Configurações com final: ... s2d4 são convertidas para...s1d5 ( 24 Cr e 42 Mo) ... s2d9 são convertidas para...s1d10 ( 29 Cu, 47 Ag e 79 Au) Exemplos: 24 Cr → [Ar] 4s23d4 (esperada) menos estável 24 Cr → [Ar] 4s13d5 (real) mais estável 1 4 2 4 3 29 Cu → [Ar] 4s23d9 (esperada) menos estável 29 Cu → [Ar] 4s13d10 (real) mais estável 1 4 2 4 3 5 F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// OSG.: 117980/17 Módulo de estudo Exercícios 01. No conto O pirotécnico Zacarias, de Murilo Rubião, o protagonista descreve eventos relacionados à sua morte. Nesse momento, a visão de Zacarias, repleta de cores, se assemelha a fogos de artifício. Esse trecho encontra-se transcrito a seguir. “A princípio foi azul, depois verde, amarelo e negro. Um negro espesso, cheio de listras vermelhas, de um vermelho compacto semelhante a fitas densas de sangue. Sangue pastoso com pigmentos amarelados, de um amarelo esverdeado, tênue, quase sem cor.” RUBIÃO, Murilo. Obras completas. São Paulo: Companhia de Bolso, 2010, p. 14-15. O fenômeno subatômico que pode explicar e se relacionar com a visão da personagem é a A) premissa de que o elétron pode ser descrito como uma onda, e não como uma partícula. Tal ideia resultou na proposição de equações matemáticas que são complexas e de difícil solução, conhecidas como funções de onda. B) emissão de um feixe de partículas positivamente carregadas direcionado a uma fina folha de ouro, mostrando que essas partículas ou se chocavam ou se desviavam quando em contato com a folha de ouro. C) absorção de energia pelo elétron, quando passa de um nível menos energético para um nível mais energético e, a seguir, a consequente liberação dessa energia, quando o elétron volta ao seu nível original. D) desintegração de partículas, o que tem como consequência a emissão de raios que escureciam o papel fotográfico, mesmo protegido da exposição à luz, sendo que as substâncias que emitiam esses raios ficaram conhecidas como radioativas. E) emissão de um feixe de elétron que passa através de um campo elétrico e de um campo magnético, havendo uma deflexão dos dois campos citados em direção oposta, calculando-se a relação carga-massa, balanceando o efeito desses campos. 02. Uma das melhores maneiras de investigar a eletrosfera do átomo é por meio da análise do espectro atômico. A estrutura fina dos aspectos foi definitivamente compreendida quando os cientistas propuseram que os níveis de energia são formados por subníveis, e estes associados às linhas finas do espectro atômico dos elementos químicos, fornecendo, assim, as bases para distribuição eletrônica nos subníveis do átomo, de acordo com o princípio da menor energia observado na estrutura da eletrosfera atômica. De acordo com essas consideraçõese destacando-se o átomo de zircônio, 40 Zr – um metal utilizado no revestimento de metais e de fornos –, é correto afirmar que A) o número de elétrons mais energéticos do átomo de zircônio é 4. B) o íon Zr2+ possui configuração eletrônica representada por [Kr] 4d2. C) a configuração eletrônica da camada mais externa do átomo de zircônio é 5s24d2. D) o átomo de zircônio apresenta configuração eletrônica, em ordem crescente de energia, representada por [Kr] 4d4. E) o espectro atômico do zircônio, no estado fundamental, apresenta cinco linhas finas, que são iguais às do espectro do íon Zr2+. 03. De acordo com o Princípio Aufbau para a distribuição eletrônica em átomos multieletrônicos, diz-se que um átomo encontra-se no seu estado fundamental quando seus elétrons se localizam nos estados de menor energia. Dentre as opções a seguir, aquela coincidente com a de um átomo no seu estado fundamental é A) 1s2 2s1 2p4 B) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 4s2 3d10 C) 1s2 2s2 2p6 3s1 3p5 D) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 E) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d8 4p2 04. O ferro é um dos elementos mais abundantes da crosta terrestre, e sua distribuição eletrônica pode ser descrita como [Ar] 3d6 4s2. Entretanto, esse elemento ocorre mais frequentemente na forma de dois íons: o Fe2+ e o Fe3+. As estruturas eletrônicas desses dois íons são descritas, respectivamente, como A) [Ar] 3d4 4s2 e [Ar] 3d3 4s2 B) [Ar] 3d5 4s1 e [Ar] 3d4 4s1 C) [Ar] 3d6 e [Ar] 3d5 D) [Ar] 3d8 e [Ar] 3d8 4s1 E) [Ar] 3d8 4s2 e [Ar] 3d8 4s2 4p1 05. (R. Paiva) A evolução da química coincide com a evolução dos modelos atômicos. Da especulação da Grécia antiga ao modelo quântico, muita coisa foi desvendada. Sobre essas descobertas, cientistas e teorias elaboradas, marque a opção correta. A) O modelo atômico de Dalton contribui decisivamente para o entendimento do fenômeno da radioatividade. B) Os experimentos com raios catódicos revelaram a divisibilidade do átomo e culminaram no surgimento do modelo atômico de Rutherford. C) As ondas de matéria de De Broglie e a incerteza de Heisenberg foram decisivas para o surgimento do modelo atômico atual. D) Na visão de Niels Böhr, o átomo é um sistema quantizado no qual os elétrons orbitam o núcleo em trajetórias circulares e elípticas. E) As menores partículas componentes do átomo, até então detectadas, são os quarks, que compõem os prótons e nêutrons do núcleo. 06. (UFPBL) O uso inadequado de defensivos agrícolas pode trazer danos para o meio ambiente, pois esses materiais são constituídos de substâncias químicas de elevada toxicidade, a exemplo do Na 3 AsO 3 e do Cu 3 (AsO 3 ) 2 . Em relação a esses compostos, é correto afirmar: A) Os elétrons mais energéticos do íon Na+, do Na 3 AsO 3 , possuem números quânticos principal n = 3 e secundário l = 0. B) O íon As3+, do Na 3 AsO 3 , possui 33 elétrons. C) O íon Cu2+, do Cu 3 (AsO 3 ) 2 , possui configuração eletrônica 1s22s22p63s23p63d9. D) O raio atômico do íon O2–, do Cu 3 (AsO 3 ) 2 , é menor que o raio do átomo de oxigênio. E) O íon Na+, do Na 3 AsO 3 , possui 12 prótons e 11 nêutrons. 07. Cardiologistas costumam recomendar a redução no consumo de “sal de cozinha” para pessoas hipertensas, porque ele é a principal fonte de íons sódio da alimentação. De acordo com dados da Organização Mundial da Saúde, a população brasileira consome duas vezes mais sódio do que o valor recomendado. Esse íon precisa estar em equilíbrio com o íon potássio, caso contrário, pode desencadear uma série de doenças cardiovasculares. Além disso, o consumo excessivo do sal de cozinha pode levar a uma menor absorção de íons cálcio, podendo gerar problemas como osteoporose e raquitismo. 6F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// Módulo de estudo OSG.: 117980/17 Tendo como referência o texto anterior, assinale a alternativa correta. A) A configuração eletrônica de um átomo de sódio no estado fundamental é igual à de um átomo de potássio, uma vez que ambos possuem o mesmo número de elétrons no terceiro nível de energia. B) Átomos eletricamente neutros de sódio e potássio, ao perderem um elétron de suas respectivas camadas de valência, originam, respectivamente, íons Na+ e K+, que são isoeletrônicos. C) A configuração eletrônica de um átomo de cálcio no estado fundamental pode ser representada de maneira simplificada por [Kr] 4s2. D) O elétron mais afastado do núcleo de um átomo de potássio no estado fundamental apresenta número quântico principal igual a quatro e número quântico secundário igual a zero. E) Átomos eletricamente neutros de cálcio são menores do que os respectivos íons Ca2+, uma vez que o número de prótons nessas espécies difere de duas unidades. 08. A configuração eletrônica permitiu entender como substâncias diferentes podem apresentar propriedades semelhantes. A ordem de energia, com base nas configurações eletrônicas definidas pelo diagrama de Madelung e pelo Princípio do Aufbau, ajudou sobremaneira esse entendimento. Assinale a alternativa que dispõe, na correta ordem crescente de energia, os subníveis eletrônicos 4d, 4f, 5p e 6s. A) 4d < 4f < 5p < 6s B) 4f < 4d < 5p < 6s C) 4d < 5p < 6s < 4f D) 5p < 6s < 4f < 4d 09. Os modelos atômicos são elaborados no intuito de explicar a constituição da matéria e têm evoluído ao longo do desenvolvimento da ciência, desde o modelo filosófico dos gregos, passando pelos modelos de Dalton, Thomson, Rutherford e Böhr, até o modelo atual. O modelo mais recente caracteriza-se pela A) quantização dos níveis de energia dos elétrons. B) indivisibilidade do átomo em partículas menores. C) forma esférica de tamanho microscópico. D) distribuição dos elétrons em órbitas circulares em torno do núcleo. E) distribuição dos elétrons de maneira uniforme na superfície do átomo. 10. A alternativa que corresponde à correta definição da regra de Hund é: A) Orbital é a região do espaço de maior probabilidade para localizar um elétron, podendo conter no máximo dois, preenchidos um a um. B) Todos os orbitais de um subnível são primeiramente semipreenchidos com elétrons de mesmo spin, para depois serem completados com os elétrons restantes de spin contrário. C) Os subníveis s, p, d e f comportam, respectivamente, até 2, 6, 10, 14 elétrons, que devem ser preenchidos obedecendo a máxima multiplicidade Hundiniana, com spins contrários e simultâneos. D) O orbital s tem forma esférica, e o p, a forma de halteres, devendo ser primeiro preenchidos os orbitais s e, posteriormente, os orbitais p. E) Os elétrons de um mesmo orbital devem sempre apresentar spins contrários e ser preenchidos simultaneamente como um par eletrônico, para depois serem completados com os elétrons restantes de l contrário. 11. Os quatro números quânticos, entre outras propriedades, são capazes de identificar com precisão um elétron em um átomo. A partir desse fato, podemos afirmar corretamente que A) elétrons próximos ao núcleo são identificados por altíssimos níveis principais de energia. B) na identificação eletrônica, dois elétrons diferentes podem possuir os mesmos números quânticos em um átomo, contanto que sejam isoeletrônicos. C) dois elétrons diferentes admitem os mesmos números quânticos em um átomo, se estiverem em níveis de energia diferentes. D) dos quatro números quânticos, o spin é o único que permite a identificação precisa de um elétron em um nível de energia. E) a identidade eletrônica não admite que dois elétrons diferentes possuam os mesmos números quânticos em um átomo. 12. (Uece) A platina, Pt, descoberta em 1735, é bastante útil em alguns casos, como na odontologia, em restaurações de coroas; na medicina, em tratamento de tumores; na ourivesaria, na montagem de joias. Em solução, pode atingir o estado de oxidação +4, tornando-se Pt4+. A alternativa que mostra os subníveis corretos da espécie Pt4+, no estado fundamental, é A) 4f14 5d6 B) 6s2 4f14 5d4 C) 4f12 5d8 D) 4f13 5d7 13. Sobre o modelo atômico atual, podemosafirmar verdadeiramente que A) os prótons só apresentam características ondulatórias. B) o núcleo é uma região eletricamente neutra. C) os nêutrons, por não terem carga, neutralizam a carga do núcleo. D) os elétrons apresentam característica de onda e de partícula. E) a maior parte da massa atômica é preenchida pela eletrosfera. 14. (Cesgranrio) Os elementos do grupo IV B da Classificação Periódica têm grande facilidade para atuar com números de oxidação +3 e +4. Um desses elementos, o Titânio, forma óxidos estáveis com fórmulas Ti 2 O 3 (iônico) e TiO 2 (molecular). No óxido iônico, o íon Ti3+ tem como distribuição eletrônica, em níveis de energia, Dado: Ti (Z = 22) A) 2 – 8 – 10 – 5 B) 2 – 8 – 10 – 3 C) 2 – 8 – 10 – 2 D) 2 – 8 – 8 – 1 E) 2 – 8 – 9 15. (R. Paiva) Marque a opção que traz uma espécie paramagnética com elétrons da camada de valência com número quântico principal 4 e secundário zero. A) 17 Cl1– B) 47 Ag1+ C) 21 Sc1+ D) 79 Au3+ E) 18 Ar Anotações 7 F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// OSG.: 117980/17 Módulo de estudo Resolução 01. Na visão do personagem, semelhante a fogos de artifício, as diferentes cores estão relacionadas, em uma escala atômica, às transições eletrônicas. Elétrons são previamente excitados e ao retornarem liberam energia na forma de luz . Resposta: C 02. O zircônio possui Z = 40. Logo, sua configuração é [Kr] 5s24d2. Resposta: B 03. O estado fundamental é aquele de menor energia (maior estabilidade), ou seja, obedece a uma ordem de preenchimento (diagrama ou regra de Hund). Resposta: D 04. Ao retirar elétron deve-se priorizar a camada de valência, depois o subnível mais energético. Resposta: C 05. A) (Falso) A radioatividade foi descoberta no final do século XIX, por Henri Becquerel. B) (Falso) As experiências com raios catódicos revelaram a divisibilidade do átomo e culminaram no surgimento do modelo de Thomson. C) (Verdadeiro) D) (Falso) As trajetórias deveriam ser apenas circulares, na visão de Niels Böhr. E) (Falso) As menores partículas, até hoje detectadas, são os neutrinos. Resposta: C 06. 11 Na+ → 1s2 2s2 2p6 → n = 2 e l = 1 33 As3+ → 30 elétrons 29 Cu2+ → [Ar] 4s2 3d9 → [Ar] 3s10 4s1 → [Ar] 3d9 O raio de um ânion é sempre maior que o do átomo de origem. 11 Na+ → possui 11 prótons e 10 elétrons. Resposta: C 07. A) (Falso) Apresentam número de elétrons diferentes. B) (Falso) Apresentam número de elétrons diferentes. C) (Falso) [Ar] 4s2 . D) (Verdadeiro) O elétron mais afastado do potássio se encontra no subnível 4s. E) (Falso) A retirada de elétrons provoca redução de raio. Resposta: D 08. A energia é proporcional à soma dos números quânticos principal e secundário. Resposta: C 09. O conceito de quantização de energia surgiu com o modelo de Böhr e foi ampliado com o modelo atual. Resposta: A 10. A regra de Hund é a da máxima multiplicidade, na qual primeiro os orbitais de mesma energia são semipreenchidos para depois serem preenchidos. Resposta: B 11. A) (Falso) Nas proximidades do núcleo, os elétrons apresentam baixos níveis de energia. B) (Falso) Dois elétrons apresentam os 4 números quânticos diferentes. C) (Falso) O princípio da exclusão de Pauli deve ser respeitado em qualquer situação. D) (Falso) O spin é o único número quântico que não está associado à localização de um elétron. E) (Verdadeiro) Esse é o princípio da exclusão de Pauli. Resposta: E 12. A platina 4+ possui configuração representada pela opção A. Elétrons foram retirados dos subníveis 6s e 5d. Resposta: A 13. A dualidade onda-partícula, de De Broglie, e o Princípio da Incerteza, de Heisenberg, constituem o alicerce do modelo atômico atual. Resposta: D 14. Ti3+ → apresenta configuração: a primeira camada com 2 elétrons, a segunda com 8 elétrons e a terceira com 9 elétrons. Resposta: E 15. A partir da configuração eletrônica de cada espécie, é possível deduzir que apenas o 21 Sc1+ apresenta elétrons desemparelhados no subnível 4s, ou seja, com n = 4 e l = 0. Resposta: C SUPERVISOR/DIRETOR: Marcelo Pena – AUTOR: Ronaldo Paiva DIG.: Renan Oliveira – REV.: Allana