atv tutoria 1

Prévia do material em texto

Questão 1: Faça a distribuição eletrônica dos seguintes elementos e represente os 
seus conjuntos de números quânticos (n, l, ml e ms): 
a) P¹⁵ 
b) Zn³⁰ 
c) K¹⁹ 
Questão 2:Compare os modelos atômicos de Rutherford e Bohr. Quais as principais 
limitações do modelo de Rutherford que o modelo de Bohr tenta superar? 
Questão3: Uma radiação eletromagnética possui um comprimento de onda de 500 
nm. Calcule a sua frequência e sua energia. A qual região do espectro eletromagnético 
essa radiação pertence? (Considere a velocidade da luz c = 3 x 10⁸ m/s e a constante 
de Planck h = 6,626 x 10⁻³⁴ J·s) 
Questão 4: Explique o significado físico dos números quânticos principal (n), azimutal 
(l), magnético (ml) e spin (ms). Quais os valores possíveis para cada um deles quando 
n=3? 
Questão 5: Explique como o experimento de espectroscopia de Rydberg forneceu 
evidências importantes para o modelo atômico de Bohr. 
Questão 6: Uma amostra de um elemento metálico emite luz com um comprimento de 
onda de 450 nm quando aquecido em uma chama. Determine a energia de um fóton 
dessa luz emitida. Qual a relação entre essa energia e a diferença de energia entre os 
níveis de energia do átomo? (Use h = 6,626 x 10⁻³⁴ J·s e c = 3 x 10⁸ m/s) 
Questão7: Quais os conjuntos possíveis de números quânticos para um elétron no 
subnível 4p? Quantos elétrons podem ocupar esse subnível? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resposta1: O modelo de Rutherford propôs um átomo com um núcleo denso e positivo 
cercado por elétrons em órbita. Sua principal limitação era que, segundo a física 
clássica, elétrons em órbita acelerada deveriam emitir radiação, perdendo energia e 
espiralando em direção ao núcleo, o que não ocorre. O modelo de Bohr superou isso 
ao postular que os elétrons orbitam o núcleo em níveis de energia específicos e 
quantizados, sem emitir radiação enquanto estiverem nestes níveis. No entanto, o 
modelo de Bohr ainda não explicava o comportamento de átomos com mais de um 
elétron. 
Resposta2: Primeiro, convertemos o comprimento de onda para metros: 500 nm = 500 
x 10⁻⁹ m. A frequência (ν) é calculada por ν = c/λ = (3 x 10⁸ m/s) / (500 x 10⁻⁹ m) = 6 x 10¹⁴ 
Hz. A energia (E) é calculada por E = hν = (6,626 x 10⁻³⁴ J·s) x (6 x 10¹⁴ Hz) = 3,976 x 10⁻¹⁹ 
J. Essa radiação pertence à região do espectro visível (luz verde) 
Resposta3: n (número quântico principal) define o nível de energia do elétron e o 
tamanho do orbital. Para n=3, n pode ser 1, 2 ou 3. l (número quântico azimutal) define 
a forma do orbital e o subnível de energia. Para n=3, l pode ser 0, 1 ou 2 
(correspondendo a subníveis s, p e d, respectivamente). ml (número quântico 
magnético) define a orientação espacial do orbital no espaço. Para l=0, ml = 0; para l=1, 
ml = -1, 0, +1; para l=2, ml = -2, -1, 0, +1, +2. ms (número quântico de spin) descreve o 
momento angular intrínseco do elétron, podendo ser +1/2 ou -1/2 (spin up ou spin 
down). Para n=3, todos os outros números quânticos dependerão do valor de l, como 
descrito acima. 
Resposta 4: O experimento de espectroscopia de Rydberg mostrou que átomos 
emitiam e absorviam luz em comprimentos de onda discretos, formando um espectro 
de linhas. Isso indicava que os átomos só podiam existir em determinados níveis de 
energia, uma característica crucial no modelo atômico de Bohr, onde elétrons saltam 
entre esses níveis quantizados, absorvendo ou emitindo fótons de energia específica. 
Resposta5: Primeiro, convertemos o comprimento de onda para metros: 450 nm = 450 
x 10⁻⁹ m. A energia (E) de um fóton é calculada usando a equação E = hc/λ = (6,626 x 
10⁻³⁴ J·s)(3 x 10⁸ m/s) / (450 x 10⁻⁹ m) ≈ 4,42 x 10⁻¹⁹ J. Essa energia corresponde à 
diferença de energia entre dois níveis de energia do átomo que emitem luz neste 
comprimento de onda. 
Resposta6: Para o subnível 4p (n=4, l=1), os números quânticos possíveis são: n=4, l=1, 
ml=-1,0, +1; ms=+1/2 ou -1/2. Como cada conjunto de números quânticos descreve 
um orbital e cada orbital pode acomodar dois elétrons (um com spin up e outro com 
spin down), o subnível 4p pode acomodar um total de 6 elétrons.