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Universidade Federal de Alfenas – UNIFAL – MG Instituto de Ciência e Tecnologia ICT 31 - Estrutura Atômica e Molecular Prof: Marcelo Gonçalves Vivas Lista de Exercícios 1 (Retiradas no livro do Brown) 01) Um químico descobre que 30,82g de nitrogênio reagirão com 17,60g, 35,20g, 70,40g ou 88,00g de oxigênio para formar quatro compostos diferentes. (a) Calcule a massa de oxigênio por grama de nitrogênio em cada composto. (b) Como os números do item (a) confirmam a teoria atômica de Dalton? 02) Em uma série de experimentos, um químico preparou três compostos diferentes que contêm apenas iodo e flúor e determinou a massa de cada elemento em cada composto: Composto Massa de iodo(g) Massa de flúor(g) 1 4,75 3,56 2 7,64 3,43 3 9,41 9,86 (a) Calcule a massa de flúor por grama de iodo em cada composto. (b) Como os números do item (a) confirmam a teoria atômica? 03) Faça um resumo das evidências usadas por J.J. Thomson para deduzir que os raios catódicos constituem-se de partículas carregadas negativamente. 04) Uma partícula carregada negativamente é arremessada entre duas placas carregas eletricamente. (a) Por que o caminho da partícula carregada é curvo? (b) Com o aumento da carga você espera que a curvatura aumente, diminua ou permaneça a mesma? (c) Com o aumento da massa das partículas, mantendo-se suas velocidades inalteradas, você espera que a curvatura aumente, diminua ou permaneça a mesma?(d) Uma partícula desconhecida é lançada através do aparelho. Seu caminho é desviado na direção oposta da partícula carregada negativamente, por um pequeno valor. O que você pode concluir sobre essa partícula desconhecida? 05) (a) Qual é o objetivo da fonte de raios X no experimento da gota de óleo de Millikan? (b) Como se sabe, nesse experimento a placa carregada positivamente está acima da placa carregada negativamente. Qual seria o efeito na velocidade das gotas de óleo que estão descendo se as cargas nas placas fossem invertidas (negativa acima da positiva)? (c) Em sua série original de experimentos, Millikan mediu a carga de 58 gotas óleo separadas. Por que você acha que ele escolheu tantas gotas antes de chegar às suas conclusões finais? 06) Millikan determinou a carga no elétron com o estudo das cargas estáticas nas gotas de óleo que caíam em um campo elétrico. Uma estudante realizou esse experimento usando várias gotas de óleo para suas medidas e calculou as cargas nessas gotas obtendo os seguintes dados: Gotas Carga calculada (C) A 1,60.10 -19 B 3,15.10 -19 C 4,81.10 -19 D 6,31.10 -19 (a) Qual o significado do fato de as gotas carregarem cargas diferentes? (b) A que conclusão o estudante pode chegar a partir desses dados, no que diz respeito à carga do elétron? (c) Qual valor ele deverá informar para a carga eletrônica? 07) Na figura 2.8 do livro do livro do Brown, os raios γ não são desviados por um campo elétrico. O que você pode concluir sobre a radiação γ a partir dessa observação? (b) Por que os raios α e β são desviados em direções opostas por um campo elétrico, como ilustrado na figura 2.8? 8) Explique de forma sucinta o que são partículas α, β e γ. 9) Por que o modelo nuclear de Rutherford para o átomo é mais consistente com os resultados de seus experimentos da deflexão de partículas α do que o modelo de „pudim de ameixa‟ de Thomson? 10) O raio de um átomo de criptônio (Kr) é aproximadamente 1,9Å. (a) Expresse essa distância em nanômetros (nm) e em pico-metros (pm). (b) Quantos átomos de criptônio você teria de alinhar para perfazer uma distância de 1,0 mm? (c) Se assumirmos que o átomo é uma esfera, qual o volume em cm³ de apenas um átomo de Kr? 11) Um átomo de ródio (Rh) tem um diâmetro de aproximadamente 2,5.10 -8 cm. (a) Qual o raio de um átomo de ródio em angström (Å) e em metros (m)? (b) Quantos átomos de ródio teriam de ser colocados lado a lado para perfazer uma distância de 6µm? (c) Se considerarmos que o átomo é uma esfera, qual o volume em m³ de apenas um átomo de Rh? 12) (a) Quais as principais partículas subatômicas de um átomo? (b) Qual a carga, em unidades de carga eletrônica, de cada uma das partículas? (c) Quais das partículas é a mais pesada? Qual é a menos pesada? 13) Determine se cada uma das informações é verdadeira ou falsa; se for falsa, corrija a afirmação para torná-la verdadeira: (a) O núcleo tem a maior parte da massa e constitui a maior parte do volume de um átomo; (b) todo átomo de um elemento qualquer tem o mesmo número de prótons; (c) o número de elétrons em um átomo é igual ao seu número de nêutrons; (d) os prótons no núcleo do átomo de hélio são mantidos juntos por uma força chamada força nuclear forte. 14) Quantos prótons, nêutrons e elétrons existem nos seguintes átomos: (a) 28 Si ; (b) 60 Ni; (c) 85 Rb; (d) 128Xe; (e) 195 Pt; (f) 238 U? 15) Cada um dos seguintes nuclídeos é usado em medicina. Indique o número de prótons e nêutrons em cada nuclídeo: (a) fósforo-32; (b) cromo-51; (c) cobalto-60; (d) tecnécio-99; (e) iodo-131; (f) tálio-201. 16) Preencha as lacunas da tabela a seguir, supondo que cada coluna represente um átomo neutro: Símbolo 52 Cr 121 Sb Prótons 33 77 38 94 Nêutrons 42 20 50 108 Elétrons 20 86 74 57 Núm. de massa 222 193 139 239 17) Escreva o símbolo correto, com índice superior e índice inferior, para cada um dos seguintes elementos. (a) O nuclídeo de háfnio que contém 107 nêutrons; (b) o isótopo do argônio com número de massa 40; (c) uma partícula α; (d) o isótopo do índio com número de massa 115; (e) o nuclídeo de silício que tem um número igual de prótons e nêutrons. 18) A realização de experiências com descargas elétricas em tubo de vidro fechado contendo gás a baixa pressão produz os raios catódicos. Esses raios são constituídos por um feixe de: a) nêutrons b) partículas α (alfas) c) raios X d) prótons e) elétrons 19) Dalton, Rutherford e Bohr propuseram, em diferentes épocas, modelos atômicos. Algumas características desses modelos são apresentadas no quadro que se segue: Modelo Características I Núcleo atômico denso, com carga positiva. Elétrons em órbitas circulares. II Átomos maciços e indivisíveis. III Núcleo atômico denso, com carga positiva. Elétrons em órbitas circulares de energia quantizada. A associação modelo/cientista correta é: a) I/Bohr; II/Dalton; III/Rutherford. b) I/Dalton; II/Bohr; III/Rutherford. c) I/Dalton; II/Rutherford; III/Bohr. d) I/Rutherford; II/Bohr; III/Dalton. e) I/Rutherford; II/Dalton; III/Bohr. 20) Considerando a experiência de Rutherford, assinale a alternativa falsa. a) A experiência constitui em bombardear películas metálicas delgadas com partículas alfa. b) Algumas partículas alfa foram desviadas do seu trajeto devido à repulsão exercida pelo núcleo positivo do metal. c) Observando o espectro de difração das partículas alfa, Rutherford concluiu que o átomo tem densidade uniforme. d) Essa experiência permitiu descobrir o núcleo atômico e seu tamanho relativo. e) Rutherford sabia antecipadamente que as partículas alfa eram carregadas positivamente. 21) Sobre o bombardeamento de lâminas metálicas com partículas alfa, responda: a) O que a equipe de Rutherford esperava que fosse ocorrer com a lâmina de ouro ao receber o impacto das partículas alfa? b)O que Rutherford observou de surpreendente com essa experiência? c) A experiência de Rutherford implicou quais mudanças no modelo atômico deThomson? 24) Sobre o modelo atômico de Bohr, responda: a) No que Bohr se baseou para construir seu modelo atômico? b) Quais os postulados propostos por Bohr? c) Quando podemos dizer que um átomo se encontra em seu estado fundamental? d) O que ocorre quando um elétron “salta” para um nível de energia imediatamente superior ou imediatamente inferior ao que ele se encontra? 22) Quantas das informações dadas a seguir estão corretas? I. A Lei de Lavoisier (Conservação das Massas) e a Lei de Proust (Proporção Definidas) serviram de base para a Teoria Atômica de Dalton. II. A descoberta das partículas alfa (α) foi de fundamental importância para a descoberta do “núcleo” nos átomos. III. Foi interpretando um “espectro descontínuo” (espectro de linhas) que Bohr propôs a existência de “estados estacionários” no átomo. IV. Quando o elétron de um átomo salta de uma camada mais externa para outra mais próxima do núcleo, há emissão de energia. a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 e) 4
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