2ª Lista de Exercícios – Química Geral (QUI003)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS – UFMG 
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS – ICEx 
Departamento de Química – Setor de Química Inorgânica 
Lista de Exercícios – Química Geral B (QUI003) 
 
Questão 01. Leia cada uma das afirmativas apresentadas abaixo e indique as que são verdadeiras e 
falsas. Justifique todas as afirmativas que considerar falsas. 
 
( ) A experiência de Rutherford evidenciou, de forma inequívoca, que as partículas alfa, ao 
atravessarem o núcleo, são desviadas bruscamente. 
( ) Admitindo-se como verdadeiro o modelo atômico de Thomson, era de se esperar que os desvios 
sofridos pelas partículas alfa, ao atravessarem uma lâmina metálica, seriam sempre maiores que 90° e 
menores que 180°. 
( ) Um elétron, quando se movimenta ao longo de uma órbita quanticamente permitida, não irradia 
energia, encontrando-se, conforme Bohr, em estado estacionário. 
( ) A concepção teórica de uma órbita definida para um elétron é aceitável, após o conhecimento do 
modelo de Rutherford. 
( ) A luz branca é essencialmente monocromática, isto é, formada por um só tipo de radiação, de 
comprimento e frequência bem definidos. 
( ) Em conformidade com o modelo atômico de Bohr, a energia do elétron em um átomo é 
quantizada, isto é, restrita a certos e determinados valores. 
( ) Os elétrons, segundo o modelo atômico de Bohr, estão continuamente mudando de órbitas ao 
redor do núcleo, exceto para os elétrons externos que descrevem órbitas elípticas. 
( ) A energia do elétron no átomo de hidrogênio, em uma órbita permitida no n-ésimo nível, depende 
do valor de n de acordo com o modelo atômico proposto por Bohr. 
 
Questão 02. Experimentalmente encontrou-se que quando é feita a ligação entre átomos de hidrogênio e 
flúor para gerar a molécula HF, são liberados 569,9 kJ de energia por mol de HF formado. Determine o 
comprimento de onda (em nm) da radiação para romper a ligação química entre os átomos de uma 
molécula de ácido fluorídrico. ( = 209,9 nm) 
 
Questão 03. A análise espectral cuidadosa mostra que a luz vermelho-carmim emitida pelo lítio é 
composta de fótons de comprimento de onda igual a 670,8 nm. Qual é a energia (em kJ mol-1) de 1 mol 
dos fótons que possuem esse comprimento de onda? (E = 178,3 kJ mol-1) 
 
Questão 04. Os diversos modelos para o átomo diferem quanto às suas potencialidades para explicar 
fenômenos e resultados experimentais. Leia as afirmativas abaixo e indique aquelas que são verdadeiras e 
aquela que é falsa. 
 
( ) o modelo de Rutherford explica por que algumas partículas alfa não conseguem atravessar uma 
lâmina metálica fina e sofrem fortes desvios. 
( ) o modelo de Thomson explica por que a dissolução de cloreto de sódio em água produz uma 
solução que conduz eletricidade. 
( ) o modelo de Dalton explica por que um gás, submetido a uma grande diferença de potencial 
elétrico, se torna condutor de eletricidade. 
( ) o modelo de Dalton explica por que a proporção em massa dos elementos de um composto é 
definida. 
 
Questão 05. Lâmpadas de vapor de sódio, usadas na iluminação publica, emitem luz amarela de 589,0 
nm. 
a) Calcule a energia emitida por um átomo de sódio excitado quando ele gera um fóton. (3,373  10-19 J). 
b) Calcule a energia (em kJ) emitida por 1,00 g de átomos de sódio emitindo luz com esse comprimento 
de onda. (8,835 kJ). 
Questão 06. Um feixe de luz com intensidade de 15 W incide em uma placa de cobre ( = 7,43  10-19 J). 
Elétrons com uma energia mínima 1,74  10-18 J são ejetados. a) Calcule a energia do feixe de luz 
incidente e sua frequência (). (2,48  10-18 J e 3,75  1015 Hz) b) O que acontecerá com a energia cinética 
dos elétrons ejetados (Ec) se a frequência da radiação incidente calculada no item (a) for duplicada? E com 
a quantidade de elétrons (n)? Esboce a variação da Ec e de n em função de  utilizando os gráficos 
adequados. 
 
Questão 07. O molibdênio metálico tem de absorver radiação com frequência mínima de 1,09  1015 s-1 
antes que ele emita um elétron de sua superfície via efeito fotoelétrico. 
a) Calcule a energia mínima para retirar 1 mol de elétrons de uma placa de molibdênio metálico. (434,9 
kJ mol-1). 
b) Calcule o comprimento de onda (em nm) associado a radiação. Em que região do espectro 
eletromagnético esta radiação é encontrada? (275,1 nm). 
 
Questão 08. Quando uma radiação de 1,020  1015 Hz é direcionada sobre uma amostra de rubídio (Rb), 
elétrons são ejetados, ou seja, ocorre a ionização do Rb. 
a) Calcule a energia de ionização, em kJ mol-1, do Rb. (407,0 kJ mol-1). 
b) Calcule o comprimento de onda (em nm) associado a radiação. Em que região do espectro 
eletromagnético esta radiação é encontrada? (293,9 nm). 
 
Questão 09. O comprimento de onda de um fóton que remove um elétron de uma superfície de rubídio 
(Rd) é de 500,0 nm, enquanto que para a prata (Ag) é de 261,0 nm. 
a) Calcule a energia requerida para remover um mol de elétrons de cada superfície. (239,3 kJ e 458,3 
kJ). 
b) Qual superfície requer maior energia? 
c) Qual metal poderia ser utilizado numa fotocélula quando se faz incidir luz na região do visível sobre a 
sua superfície? Justifique. 
 
Questão 10. Considere as seguintes afirmações e determine se são verdadeiras ou falsas. Justifique sua 
resposta. 
a) Fótons de radiação ultravioleta têm energia menor que fótons de radiação infravermelha. 
b) A energia cinética de um elétron ejetado de uma superfície metálica quando o metal é irradiado com 
radiação ultravioleta é independente da frequência da radiação. 
 
Questão 11. Considere a seguinte tabela de energias de ionização (kJ mol-1). As letras não representam 
símbolos químicos dos elementos. 
 
Elemento 1ª EI 2ª EI 3ª EI 4ª EI 5ª EI 
A 496 4562 6910 9543 13354 
B 738 1451 7733 10541 13629 
C 789 1577 3232 4356 16091 
D 419 3052 4420 5877 7975 
E 1140 2100 3500 4560 5760 
 
a) Qual destes elementos tem maior tendência para formar um cátion 3+? Justifique sua resposta. 
b) Qual par de elementos deve pertencer ao mesmo grupo na classificação periódica? Nesse par, qual tem 
maior Z? Justifique sua resposta. 
 
Questão 12. Quais são a energia e o comprimento de onda de um fóton emitido por um átomo de 
hidrogênio ao sofrer uma transição direta de um estado excitado com n = 10 para o estado fundamental? 
Localize essa radiação no espectro eletromagnético. 
 
Questão 13. Escreva a configuração eletrônica para as espécies químicas abaixo e determine a carga 
nuclear efetiva para o elétron mais energético. A partir do valor de Zef calculado, coloque-os em ordem 
crescente de energia de ionização e justifique. 
 
a) S b) Ni c) Ca 
 
Questão 14. Explique por que a energia de ionização do potássio é menor do que a do sódio, ainda que a 
carga nuclear efetiva do sódio seja menor. 
 
Questão 15. Observe o desenho que mostra representações em escala de algumas espécies químicas 
monoatômicas. 
 
Leia as afirmativas abaixo e indique aquelas que considerar falsas ou verdadeiras. 
 
( ) O raio do Br- é maior do que o de Kr e o de Rb+, porque Br- é a espécie que tem mais camadas 
eletrônicas ocupadas. 
( ) O raio do Cl- é maior do que o de Ar e o de K+, porque o núcleo de Cl- é de menor carga positiva. 
( ) O raio do F- é maior do que o de Ne e o de Na+, porque F- é a espécie que tem menos elétrons. 
( ) O raio de F- é menor do que o de Cl- e o de Br-, porque F- é a espécie com o núcleo de menor raio. 
( ) O raio de Ne é menor do que o de Ar e o de Kr, porque Ne tem a menor repulsão entre os elétrons da 
última camada. 
 
Questão 16. Apresente a configuração eletrônica para cada uma das espécies abaixo e as classifique em 
paramagnética ou diamagnética. 
 
a) Co2+ e Ca2+b) Ar e Cu2+ 
c) Mn2+ e N3‒ 
 
Questão 17. O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons provenientes de superfícies metálicas, 
por meio da incidência de luz de frequência apropriada. Tal fenômeno é diretamente influenciado pelo 
potencial de ionização dos metais, os quais têm sido largamente utilizados na confecção de dispositivos 
fotoeletrônicos, tais como: fotocélulas de iluminação pública, câmeras fotográficas etc. Com base na 
variação dos potenciais de ionização dos elementos da Tabela Periódica, assinale a alternativa que 
contém o metal mais susceptível a exibir o efeito fotoelétrico. 
 
( ) Fe 
( ) Hg 
( ) Cs 
( ) Mg 
( ) Ca 
Questão 18. Considere o íon Ca19+ com o seu elétron no 5º estado excitado. (a) Calcule o menor 
comprimento de onda que poderia ser emitido quando o elétron do Ca19+ sofre uma transição para um nível 
de energia mais baixo. (b) Suponha que a mesma transição descrita no item (a) ocorra em um átomo de 
hidrogênio. O comprimento de onda da radiação emitida seria maior, menor ou igual aquele observado no 
item (a)? Explique brevemente o porquê. 
 
Questão 19. Considere o átomo de hidrogênio no estado excitado, com um elétron no orbital 5p. 
a. Liste todos os conjuntos possíveis de números quânticos para esse elétron. 
b. No diagrama abaixo, represente todas as transições de emissão possíveis para esse elétron, 
considerando apenas a serie de Balmer. Calcule o comprimento de onda da radiação emitida de menor 
energia. 
 
 
 
Questão 20. 
a. Complete a tabela abaixo: 
Valor de 
ℓ 
Tipo de orbital 
Número de orbitais em 
determinada subcamada 
Número de 
superfícies nodais 
0 
1 
 d 
 7 
 
b. Utilizando diagramas de superfície limite, faça o desenho do orbital 2pz, indicando os eixos cartesianos 
envolvidos e os sinais das funções de onda. 
c. Dê o número máximo de orbitais que pode ser associado ao conjunto de números quânticos: n = 3, ℓ = 
2, mℓ = ‒ 2. Justifique. 
 
Questão 21 
a. Calcule o comprimento de onda da radiação emitida por um átomo de hidrogênio quando um elétron faz 
uma transição entre os níveis n2=3 e n1 = 2. Identifique na figura abaixo a linha espectral produzida por 
essa transição. 
 
 
 
b. No espectro do hidrogênio atômico, muitas linhas são agrupadas juntas como pertencendo a uma serie 
(série de Balmer, série de Lyman, série de Paschen). O que as linhas de uma série têm em comum que 
torna lógico juntá-las em um grupo? 
 
 
 
 
 
 
n = 6 
n = 5 
n = 4 
n = 3 
n = 2 
n = 1 
Questão 22. 
a. Os três números quânticos de um elétron em um átomo de hidrogênio em um determinado estado são n 
= 3, ℓ = 1 e mℓ = ‒1. Em que tipo de orbital esse elétron está localizado? 
b. Utilizando os eixos cartesianos próprios, faça um diagrama de superfície limite que ilustre o tipo de 
orbital descrito no item ‘a’. Indique o número de planos nodais e o número de nós radiais presentes. 
 
Questão 23. 
a. Qual das seguintes transições eletrônicas em um átomo de hidrogênio poderia emitir fótons de maior 
energia? Justifique. Não é necessário fazer nenhum cálculo. 
i) n = 3 para n = 2 ii) n = 2 para n = 1 iii) n = 3 para n = 1 iv) n = 1 para n = 3 
b. Descreva como o modelo de átomo proposto por Bohr explica o espectro do átomo de hidrogênio. 
c. A energia de ionização de um mol de átomos de hidrogênio que estão no estado fundamental (n =1) é 
de 1312 kJ mol-1. O valor da energia de ionização de um mol de átomos que estão no primeiro estado 
excitado (n = 2) deve ser maior ou menor que 1312 kJ mol-1? Justifique sua resposta. 
d. Confirme sua resposta do item (c), calculando a energia de ionização de um mol de átomos de 
hidrogênio que estão no primeiro estado excitado (n = 2). 
 
Questão 24. A velocidade média de um átomo de hélio, à 25º C é 1,23  103 m s-1. Qual é o comprimento 
de onda do átomo de hélio nessa temperatura? 
 
Questão 25. O elétron de um átomo de hidrogênio é excitado para um orbital 4d. Calcule a energia do 
fóton emitido se o elétron se movesse para cada um dos seguintes orbitais: (a) 1s; (b) 2p ; (c) 2s e (d) 4s. 
 
Questão 26. Prediga o comprimento de onda da transição 2s  1s para íon hidrogenóide He+. Caso a 
mesma transição ocorra para o átomo de hidrogênio, o valor do comprimento de onda deve ser maior ou 
menor do que aquele calculado para o íon He+? 
 
Questão 27. Leia as afirmativas abaixo e indique aquelas que são verdadeiras e aquelas que são falsas. 
 
( ) De acordo com Bohr, os espectros de luz dos elementos são descontínuos, porque os níveis de 
energia são quantizados. 
( ) Segundo Dalton, os átomos eram partículas indivisíveis, o que foi comprovado através da 
descoberta da radioatividade. 
( ) Na experiência de Rutherford, a maioria das partículas alfa atravessou a placa de ouro sem sofrer 
desvio, porque a carga positiva do núcleo repele essas partículas. 
( ) No modelo de Thompson, alguns átomos podem tornar-se eletrizados por fricção ou transferência 
de elétrons, apesar de a matéria ser eletricamente neutra. 
 
Questão 28. A velocidade de um elétron emitido pela superfície de um metal iluminada por um fóton é de 
3,600  107 m s-1. Determine o comprimento de onda do elétron emitido. A superfície desse metal não 
emite elétrons até que a radiação tenha frequência de 2,500  1016 Hz. Calcule a energia é necessária 
para retirar 1 mol de elétrons do metal. Calcule o comprimento de onda da radiação que causa a 
fotoemissão de um elétron do metal. Indique o tipo de radiação eletromagnética que causa o efeito 
fotoelétrico. 
 
Questão 29. Indique o número máximo de elétrons em um átomo que pode ter os seguintes conjuntos de 
números quânticos: 
 
(a) n = 2 
(b) n = 5 e l = 3 
(c) n = 4, l = 1 e ml = 1. 
Bons estudos!