LISTA DE EXERCÍCIOS IQG 111 GABARITO
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LISTA DE EXERCÍCIOS IQG 111 GABARITO


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de ferro 57 tem comprimento de onda de 86 pm. Calcule a energia de um fóton dessa radiação . E = h; 2,3 x 10-15 J.
Utilize a relação de De Broglie para determinar os comprimentos de onda dos seguintes objetos: (a) Uma pessoa de 85 kg esquiando a 50 km/h; (b) uma bala de revólver de 10,0 g detonada a 250 m/s; (c) um átomo de lítio movimentando-se a 2,5 x 105 m/s. = h/mv. (a) = 5,6 x 10-37 m; (b) = 2,65 x 10-34 m; (c) = 2,3 x 10-13 m.
A velocidade de um elétron que é emitido de uma superfície metálica por um fóton de radiação eletromagnética é 2,2 x 103 km s-1. (a) Qual é o comprimento de onde desse elétron? (b) Nenhum elétron é emitido da superfície do metal até que a freqüência da radiação alcance 1,00 x 1015 s-1. Quanta energia é requerida para remover um elétron da superfície do metal? (c) A que classe de radiação eletromagnética pertence o fóton? (a) 3,3 x 10-10 m; (b) 6,63 x 10-19 J; (c) UV distante, próximo a região de raios X.
Explique como a existência de espectro de linhas é consistente com a teoria de Bohr sobre energias quantizadas para o elétron no átomo de hidrogênio. Quando aplicada a átomos, a idéia de energias quantizadas significa que apenas certos valores de E são permitidos. Estes são representados pelas linhas no espectro de emissão de átomos excitados.
Quando as seguintes transições eletrônicas ocorrem no hidrogênio, a energia é emitida ou absorvida? (a) de n = 4 para n = 2; (b) de uma órbita de raio 2,12 Å para uma de raio 8,48 Å; (c) um elétron se junta ao íon H+ e fica no nível n = 3. (a) Emitida; (b) absorvida; (c) emitida
Utilizando a Equação , calcule a energia de um elétron no átomo de hidrogênio quando n = 2 e quando n = 6. Calcule o comprimento de onda da radiação liberada quando um elétron se move de n = 6 para n = 2. Essa linha está na região visível do espectro eletromagnético? Se a resposta for sim, qual sua cor? E2 = \u2013 5,45 x 10-19 J; E6 = \u2013 0,606 x 10-19 J; E = 4,84 X 10-19 J; = 410 nm, visível, violeta.
Todas as linhas de emissão visíveis observadas por Balmer envolviam nf = 2. (a) Explique por que somente as linhas com nf = 2 foram observadas na região do visível do espectro eletromagnético. (b) Calcules os comprimentos de onda das primeiras três linhas na série de Balmer \u2013 aquelas cujo ni = 3, 4 e 5 \u2013 e identifique essas linhas no espectro de emissão (ver figura do espectro de linhas do Na e H). (a) Apenas linhas com nf = 2 representam valores de E e comprimentos de onda que ficam na porção visível do espectro. Linhas com nf = 1 têm comprimentos de onda menores e linhas com nf > 2 têm comprimentos de onda maiores do que a radiação visível. (b) ni = 3, nf = 2; = 6,56 x 10-7 m; essa é a linha vermelha a 656 nm; ni = 4, nf = 2; = 4,86 x 10-7 m; esta é a linha azul a 486 nm; ni = 5, nf =2; = 4,34 x 10-7 m; esta é a linha violeta a 434 nm.
De acordo com o modelo de Bohr, um elétron no estado fundamental de um átomo de hidrogênio move-se em órbita ao redor do núcleo com um raio específico de 0,53 Å. Na descrição do átomo de hidrogênio pela mecânica quântica, a distância mais provável do elétron ao núcleo é 0,53 Å. Por que essas duas afirmativas são diferentes? O modelo de Bohr afirma com 100% de certeza que o elétron no hidrogênio pode ser encontrado a 0,53Å do núcleo. O modelo da mecânica quântica é um modelo estatístico que afirma a probabilidade de se encontrar o elétron em certas regiões em volta do núcleo. Enquanto 0,53 Å é o raio com a maior probabilidade, essa probabilidade é sempre menor do que 100%.
Quantos orbitais há em uma subcamada com (a) l = 0; (b) l = 2; (c) l = 1; (d) l = 3. (a) 1; (b) 5; (c) 3; (d) 7.
Quais são os números quânticos, principal e de momentum angular do orbital, para cada um dos seguintes orbitais: (a) 3p; (b) 5d; (c) 4f; (d) 6s? (a) n = 3, l = 1; (b) n = 5, l = 2; (c) n = 4, l = 3; (d) n = 6, l = 0.
Quantos elétrons no total podem ocupar (a) os orbitais 4p; (b) os orbitais 3d; (c) o orbital 1s; (d) os orbitais 4f. (a) 6; (b) 10; (c) 2; (d) 14.
Quantos elétrons podem ter os seguintes números quânticos em um átomo? (a) n = 2, l = 1; (b) n = 4, l = 2, ml = -2; (c) n = 2; (d) n = 3, l = 2, ml = +1. (a) seis; (b) dois; (c) oito; (d) dois. 
(a) Para n = 4, quais são os possíveis valores de l? (b) Para l = 2, quais são os possíveis valores de ml? (a) n = 4, l = 3, 2, 1, 0; (b) l = 2, ml = \u20132, \u20131, 0, 1, 2.
Dê os valores numéricos de n e l correspondentes a cada uma das seguintes designações: (a) 3p; (b) 2s; (c) 4f; (d) 5d. (a) 3p: n = 3, l = 1; (b) 2s: n = 2, l = 0; (c) 4f: n = 4, l = 3; (d) 5d: n = 5, l = 2.
(a) Quais são as similaridades e diferenças entre os orbitais 1s e 2s do átomo de hidrogênio? (b) Em que sentido um orbital 2p tem caráter direcional? Compare as características direcionais dos orbitais px e dx2-y2 (isto é, em qual direção ou região do espaço a densidade do elétron é concentrada?) (c) O que você pode dizer sobre a distância média do núcleo de um elétron em um orbital 2s quando comparada a um orbital 3s? (d) Para o átomo de hidrogênio, liste os seguintes orbitais na ordem decrescente de energia (ou seja, os mais estáveis primeiro): 4f, 6s, 3d, 1s, 2p. (a) Os orbitais 1s e 2s do átomo de hidrogênio têm a mesma forma esférica total, mas o orbital 2s tem uma extensão radial maior e um nó a mais do que o orbital 1s. (b) Um único orbital 2p é direcional em que sua densidade de elétron é concentrada ao longo de um dos três eixos cartesianos do átomo. O orbital dx2-y2 tem densidade de elétron ao longo dos eixos x e y, enquanto o orbital px tem densidade somente ao longo do eixo x. (c) A distância média de um elétron ao núcleo em um orbital 3s é maior do que para um elétron em um orbital 2s. (d) 1s < 2p < 3d < 4f < 6s.
Para certo valor do número quântico principal, n, como as energias dos subníveis s, p, d e f variam para (a) hidrogênio; (b) um átomo polieletrônico? (a) No átomo de hidrogênio, orbitais com o mesmo número quântico principal, n, têm a mesma energia. (b) Em um átomo com muitos elétrons (átomo polieletrônico), para um dado valor de n, a energia do orbital aumenta com o aumento do valor de l: s < p < d < f.
(a) Quais são os possíveis valores do número quântico de spin do elétron? (b) Que peça de equipamento experimental pode ser utilizada para distinguir os elétrons que tenham valores diferentes do número quântico de spin de elétron? (c) Dois elétrons em um átomo ocupam o orbital 1s. Qual grandeza deve ser diferente para os dois elétrons? Que princípio governa a resposta a essa pergunta? (a) + ½ , \u2013 ½ ; (b) um ímã com forte campo magnético não homogêneo; (c) eles devem ter valores de ms diferentes; o princípio de exclusão de Pauli.
(a) O que cada quadrícula em uma configuração de quadrículas representa? (b) Que grandeza é representada pelo sentido (para cima ou para baixo) das setas em uma configuração de quadrículas? (c) A regra de Hund é necessária para se escrever a configuração eletrônica do berílio? Explique. (a) Cada quadrícula representa um orbital; (b) O spin do elétron é representado pelo sentido das semiflechas; (c) Não. Em Be, não há elétrons nos subníveis que têm orbitais degenerados, de forma que a regra de Hund não é usada.
Os elementos Ga, Ge, As, Se e Br ficam no mesmo período na Tabela Periódica. Escreva a configuração eletrônica esperada para o estado fundamental dos átomos destes elementos, e prediga quantos elétrons desemparelhados, se existirem, cada elemento terá. Ga = [Ar] 3d104s24p1, um elétron desemparelhado; Ge = [Ar] 3d104s24p2, dois elétrons desemparelhados; As = [Ar] 3d104s24p3, três elétrons desemparelhados; Se = [Ar] 3d104s24p4, dois elétrons desemparelhados; Br = [Ar]3d104s24p5, um elétron desemparelhado.
Escreva as configurações eletrônicas condensadas para os seguintes átomos, usando as abreviaturas de núcleo de gás nobre apropriadas: (a) Cs; (b) Ni; (c) Se; (d) Cd; (e) Ac; (f) Pb. (a) Cs, [Xe]6s1; (b) Ni, [Ar]4s23d8; (c) Se, [Ar]4s23d104p4; (d) Cd, [Kr]5s24d10; (e) Ac, [Rn]7s26d1; (f) Pb, [Xe]6s24f 145d106p2.
A massa de um átomo de berílio é