QMC1100_Lista1_estrutura atomica e ligacoes

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA 
CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM PROCESSOS QUÍMICOS 
QMC 1100 – Introdução à Química Inorgânica para Processos Químicos 
Profª Paola de Azevedo Mello 
 
Lista de exercícios 
- estrutura atômica - 
- ligações químicas - 
 
Dica: use tabelas de conversão e de prefixos métricos contidas no início ou fim de seu livro didático para 
auxiliar na resolução dos exercícios! 
 
1. Aponte os principais aspectos da teoria atômica de Dalton. 
2. Explique o experimento que evidenciou a existência do elétron. 
3. Explique a experiência de Rutherford e suas principais contribuições para a evolução da 
teoria atômica. 
4. Quais os postulados em que se baseia a teoria de Bohr, relativa à estrutura do átomo de 
hidrogênio? 
5. Quais as principais conseqüências da teoria atômica de Bohr? 
6. Explique o princípio da incerteza de Heisenberg. 
7. Explique o significado da equação de onda de Schrödinger. 
8. Qual é o significado do quadrado da função ψ? 
9. Quais as principais deficiências da teoria atômica de Bohr? 
10. Por que o modelo quântico é hoje mais aceito? 
11. No que a teoria de Bohr difere da teoria de Schrödinger? 
12. Explique: 
a) o Princípio de Exclusão de Pauli 
b) a Regra de Hund 
c) os efeitos de penetração e de blindagem 
d) mostre como usar estes princípios para determinar a estrutura eletrônica dos 20 primeiros 
elementos da Tabela Periódica 
13. Defina (a) átomos, (b) elementos, (c) íons e (d) compostos. 
14. Que conjunto de orbitais é definido por n=4 e l=1? Quantos orbitais fazem parte deste 
conjunto? 
15. Dê as configurações eletrônicas do estado fundamental do átomo de Ti e do íon Ti3+. 
16. Indique a qual período, grupo e bloco da tabela periódica pertence o elemento com 
configuração eletrônica 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p4 
17. Quantos prótons, nêutrons e elétrons existem em um átomo de: 
a) 
15
N 
b) 
56
Fe 
c) 
16
O 
d) 
236
U 
18. Dê a configuração eletrônica do enxofre, do alumínio, do cobre e do cromo usando as 
notações spdf e de orbitais. 
19. Dê as configurações eletrônicas do estado fundamental de: 
(a) C (b) F (c) Ca (d) Ga
3+
 (e) Bi (f) Pb
2+
 
20. Utilizando as configurações eletrônicas do exercício 19, indique os quatros números quânticos 
para: 
(a) o penúltimo elétron do átomo de C 
(b) o antepenúltimo elétron do átomo de F 
(c) o último elétron do íon bivalente do átomo de Ca 
(d) o último elétron do átomo de Ga 
21. Usando somente a tabela periódica, dê o símbolo do átomo, no estado fundamental, que tem 
a seguinte configuração na camada de valência: 
(c) 3s
2
 (d) 2s
2
2p
1
 (c) 4s
2
4p
3
 (d) 5s
2
5p
4
 6s
2
6p
6
 
20. Dentre os conjuntos de quatro números quânticos [n, l, ml, ms] identifique os que são 
proibidos para um elétron em um átomo e explique o por quê: 
a) 4, 2, -1, +1/2 
b) 5, 0, -1, +1/2 
c) 4, 4, -1, +1/2 
21. Apresente, em ordem crescente de energia os seguintes fótons de radiação eletromagnética: 
raios gama, raios X, luz visível, radiação ultravioleta, ondas de rádio e microondas. 
22. A radiação no infravermelho tem comprimentos de onda entre 800 nm e 1 mm. Qual é a 
freqüência da radiação a 925 nm? 
23. Microondas, como as que são usadas em fornos domésticos para aquecer alimentos, tem 
comprimento de onda de cerca de 12 cm (para o caso daquelas usadas em fornos de 
microondas domésticos). Qual a freqüência da radiação neste caso? 
24. Calcule os comprimentos de onda das luzes de trânsito. Suponha que as freqüências sejam 
de 5,75 x 1014 Hz para a luz de cor verde, 5,15 x 1014 Hz para a amarela e 4,27x1014 Hz para 
a vermelha. 
25. Qual é o comprimento de onda utilizado por uma estação de rádio que transmite sua 
programação a 94,8 MHz? 
26. Qual é a energia de um fóton de luz amarela e de um fóton de luz laranja, se as freqüências 
são de 5,2x1014 Hz e 4,8x1014 Hz, respectivamente? 
27. Considerando (a) um próton se movendo a 1/100 da velocidade da luz e (b) uma bola de gude 
que viaja a 1,00 m s-1, estime o comprimento de onda em cada caso. (Considere que a massa 
da bola de gude é de 5,0 g). 
28. Calcule quantos átomos existem em uma amostra de carbono de massa 10,0 g sabendo que 
a massa de um átomo de carbono é 1,99 x 10-26 kg. 
29. Um garimpeiro, a procura de ouro em um riacho, coletou 12,3 g de peças finas de ouro, 
conhecidas como pó de ouro. A massa de um átomo de ouro (Au) é 3,27 x 10-25 kg. Quantos 
átomos de ouro o garimpeiro coletou? 
30. Suponha que uma amostra de vitamina C contém 1,29 x 1024 átomos de hidrogênio (além de 
outros tipos de átomos). Qual é a quantidade química (em mols) de átomos de hidrogênio da 
amostra? (dica: considere o número de Avogadro - NA = 6,0221 x 10
23 mol-1). 
31. Uma amostra de uma droga extraída de um fruto para o tratamento de infecções antifúngicas 
contém 2,58 x 1024 átomos de oxigênio. Quantos mols de átomos de oxigênio têm a amostra? 
32. Em um dia, foram coletados 5,4 kg de alumínio na reciclagem de lixo. 
(a) Quantos mols de átomos Al o lixo continha, sabendo-se que a massa molar do Al é 26,98 g mol
-1
? 
(b) Quantos átomos Al estão presentes? 
33. Calcule a massa molar dos seguintes compostos: 
(a) Etanol (C2H5OH) 
(b) Sulfato de cobre (II) pentahidratado 
(c) Fenol (C6H5OH) 
(d) Carbonato de sódio decahidratado 
34. Que quantidade de gás amônia (NH3) é produzida a partir de 2,0 mol de hidrogênio (H2), na 
reação: N2 (g) + 3 H2 (g)  2 NH3 (g)? 
35. Que quantidade de ferro pode ser extraída de 25 mol de Fe2O3? 
36. Calcule (a) a massa necessária de potássio, para reagir com 0,450 kg de gás hidrogênio (H2) 
e produzir hidreto de potássio, KH e (b) a massa de produto formada se o rendimento da 
reação é de 85% 
37. O dióxido de carbono pode ser removido dos gases emitidos por uma usina termelétrica 
combinando-o com uma emulsão de silicato de cálcio em água, através da reação: 
CO2 (g) + H2O (l) + CaSiO3 (s)  SiO2 (s) + Ca(HCO3)2 (aq). 
Que massa de CaSiO3 (massa molar de 116,17 g mol
-1) é necessária para reagir 
completamente com 0,300 kg de dióxido de carbono? 
38. Escreva a estrutura de Lewis do íon BF4
-. 
39. Escreva as estruturas de ressonância para a molécula de NO2F. 
40. Escreva as estruturas de ressonância para a molécula de NO2
-. 
41. Qual o número de oxidação de: 
(a) S, no H2S (b) Mn, no íon MnO4
-
 (c) O, em NaO2 (d) P, no PO4
3-
 
42. Defina as ligações iônica, metálica e covalente no que se refere aos elétrons envolvidos, 
posição dos elementos na tabela periódica, características dos compostos formados, 
propriedades físicas e químicas dos compostos, condutividade e solubilidade. 
43. Com base na regra da relação entre raios prediga a estrutura cristalina (forma) e o número de 
coordenação esperados para o óxido de magnésio (dados: raio iônico do Mg2+ é 72 pm e do 
O2
- é 140 pm). 
44. Use o modelo VSEPR para prever as formas do (a) H2S, (b) SF6, (c) XeF4, (d) SF4, (e) BF4
-, (f) 
NH4
+ e (g) SO3. Em todos os casos desenhe as estruturas e disponha os pares de elétrons, 
indicando os ângulos aproximados das ligações. 
45. Quais, dentre as espécies seguintes, espera-se que sejam lineares: CO2, NO2, NO2
+, NO2
-, 
SO2, H2O e H2O2? 
46. Considerando as moléculas de H2O, NH3 e CH4: 
(a) explique suas formas e ângulos de ligação segundo a teoria VSEPR. 
(b) explique suas formas segundo a TLV. 
47. Explique o que é hibridização e como se originam os orbitais híbridos sp, sp2, sp3, sp3d e 
sp3d2, usando ao menos uma molécula como exemplo em cada caso. Qual a origem das 
ligações sigma e pi? 
48. Qual forma você esperaria para as seguintes espécies, segundo a teoria VSEPR? 
(a) H2S(b) SO3 (c) IF5 (d) ClF3 (e) I3
-
 
49. Use o diagrama de orbitais moleculares para determinar o número de elétrons 
desemparelhados em (a) O2
-, (b) O2
+, F2
+, (d) NO-, (e) Be2, (f) B2 e (g) C2
-. Em todos os casos 
represente o diagrama de níveis de energia, a configuração eletrônica segundo a TOM e 
calcule a ordem de ligação. 
50. O íon Li2
- poderia existir? Justifique sua resposta com base na TOM, calculando a ordem de 
ligação.