Lista de Exercício de Estrutura atômica comentada (1)

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Lista de Exercício de Estrutura atômica 
Questão 1. As figuras representam alguns experimentos de raios catódicos realizados no 
início do século passado, no estudo da estrutura atômica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O tubo nas figuras (a) e (b) contém um gás submetido à alta tensão. Figura (a): antes de 
ser evacuado. Figura (b): a baixas pressões. Quando se reduz a pressão, há surgimento de 
uma incandescência, cuja cor depende do gás no tubo. A figura (c) apresenta a deflexão 
dos raios catódicos em um campo elétrico. Em relação aos experimentos e às teorias 
atômicas, analise as seguintes afirmações: 
I. Na figura (b), fica evidenciado que os raios catódicos se movimentam numa trajetória 
linear. 
 
II. Na figura (c), verifica-se que os raios catódicos apresentam carga elétrica negativa. 
 
III. Os raios catódicos são constituídos por partículas alfa. 
 
 
EETI – Escola de 
Engenharia e TI 
Disciplina: Química Geral 
Curso: Engenharias Turma: 
Professores: 
Iran, Leila, Luciana, Maria Luiza, Ronaldo, Samuel, Selmo 
Sirlene e Viviana Mateus 
Aluno (a): 
Matrícula: 
Valor total da avaliação: 
IV. Esses experimentos são aqueles desenvolvidos por Rutherford para propor a sua teoria 
atômica, conhecida como modelo de Rutherford. 
As afirmativas corretas são aquelas contidas apenas em: 
a) I, II e III. 
b) II, III e IV. 
c) I e II. 
d) II e IV. 
e) IV. 
Resolução: 
I. Verdadeiro – na ausência de campos externos ou quando os campos elétricos e 
magnéticos se anulam os raios catódicos não sofrem deflexão e se movimentam em linha 
reta. 
II. Verdadeiro – os raios catódicos são atraídos pelo polo positivo e repelidos pelo polo 
negativo levando a conclusão que são constituídos de carga negativa. 
III. Falsa – os raios catódicos são constituídas de partículas com cargas negativas 
chamadas de elétrons. 
IV. Falsa – Esse foi o experimento foi o realizado por Thompson, onde foi descoberto o 
elétron. 
As sentenças I e II são verdadeiras, logo a alternativa correta é a letra C. 
Questão 2. O molibdênio metálico tem de absorver radiação com frequência mínima de 
1,09 x 1015 s-1 antes que ele emita um elétron de sua superfície via efeito fotoelétrico. 
Calcule o comprimento de onda associado à radiação. Em que região do espectro 
eletromagnético esta radiação é encontrada? 
Resolução: 
C = λ.ν → λ = c/ν 
λ = 3,0 x 108 m s-1/1,09 x 1015 s-1 = 2,75 x 10-7 m ou 275 nm 
Obs.: 1 nm = 10-9 m 
Região do espectro: ultravioleta 
Questão 3. Quando uma radiação de 1,02 x 1015 Hz é direcionada sobre uma amostra de 
rubídio (Rb), elétrons são ejetados, ou seja, ocorre a ionização do Rb. Calcule o 
comprimento de onda associado a radiação. Em que região do espectro eletromagnético 
esta radiação é encontrada? 
Resolução: 
c = λ.ν → λ = c/ν 
λ = 3,0 x 108 m s-1 / 1,02 x 1015 s-1 = 2,94 x 10-7 m ou 294 nm 
Obs.: 1 nm = 10-9 m 
Região do espectro: ultravioleta 
Questão 4. O comprimento de onda da luz de um semáforo está centrado em 522 nm. 
Qual é a frequência dessa radiação? 
Resolução: 
Como a velocidade da luz é dada em metros por segundo, é conveniente em primeiro lugar 
converter o comprimento de onda para metros. Lembre-se de que 1 nm = 1 x 10-9m. 
 C = λ.ν → v = c/λ 
v = 3,0 x 108 m s-1 / 5,22 x 10-7 m = 5,75x1014 /s ou 5,75x1014Hz 
 
Questão 5. Uma radiação eletromagnética se desloca à velocidade da luz, 3 x 108 m s-1, 
com uma freqüência de 4,32 x 1014 oscilações por segundo. 
a) Calcule o comprimento de onda da radiação em nm? 
b) Localize no espectro eletromagnético abaixo a radiação cujo comprimento de onda você 
calculou no item (a). 
Resolução: 
a) c = λ.ν → λ = c/ν 
λ = 3,0 x 108 m s-1 / 4,32 x 1014/ s = 6,94 x 10-7 m ou 694 nm 
Obs.: 1 nm = 10-9 m 
b) Região do espectro: visível 
Questão 6. Considere a seguinte afirmação e determine se é verdadeira ou falsa. 
Justifique sua resposta. Fótons de radiação ultravioleta têm energia menor que fótons de 
radiação infravermelha. 
Resolução: 
Falso - A energia é proporcional a frequência e inversamente proporcional ao comprimento 
de onda. Portanto, fótons de radiação ultravioleta terão energia maior que fótons de 
radiação infravermelha. 
Questão 7. Em fogos de artifício, observam-se as colorações, quando se adicionam sais 
de diferentes metais às misturas explosivas. As cores produzidas resultam de transições 
eletrônicas. Ao mudar de camada, em torno do núcleo atômico, os elétrons emitem energia 
nos comprimentos de ondas que caracterizam as diversas cores. Esse fenômeno pode ser 
explicado pelo modelo atômico proposto por: 
a) Niels Bohr. 
b) Jonh Dalton. 
c) J.J. Thomson. 
d) Ernest Rutherford. 
Resolução: 
Niels Bohr. É o chamado salto quântico, como mostra o exemplo a seguir: 
 
 
 
 
 
 
Questão 08. Quantas das afirmações a seguir estão corretas? 
I) A descoberta da radioatividade foi o que sustentou o modelo atômico de Thomson. 
II) A descoberta das partículas alfa foi de fundamental importância para a descoberta do 
núcleo de átomos. 
III) Foi interpretando o "espectro descontínuo" (espectro de linhas) que Bohr propôs a 
existência dos "estados estacionários" (níveis de energia). 
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 
Resolução: 
I. Falso – o marco que sustentou o modelo atômico de Thomson foi a descoberta do 
elétron. 
II. Verdadeiro – Em seu experimento Rutherford utilizou partículas alfa para descobrir o 
núcleo. 
III. Verdadeiro – ele propôs que os elétrons giram em torno do núcleo em órbitas circulares 
e bem definidas. 
IV. Verdadeira – Trata-se de um dos postulados de Niels Bohr chamado de salto quântico. 
As sentenças II, III e IV são verdadeiras, logo a alternativa correta é a letra D. 
 
Questão 9. Considere o átomo de hidrogênio no estado excitado, com um elétron no orbital 
5p. Liste todos os conjuntos possíveis de números quânticos para esse elétron. 
Resolução: 
Se o elétron está no subnível 5p1 
Assim: 
 
 
Logo o conjunto dos números quânticos é: n = 5 ℓ = 1 mℓ = -1 ms = +1/2 
Questão 10. Complete a tabela abaixo: 
 
 
 
 
 
Resolução: 
 
 
 
 
 
 
Questão 11. Os três números quânticos de um elétron em um átomo X no estado 
fundamental são n = 3, ℓ= 1 e mℓ = +1. Em que tipo de orbital esse elétron está localizado? 
Qual o número atômico desse átomo. 
 
Valor de ℓ Número de 
superfícies nodais 
Tipo de orbital Número de orbitais em 
determinada subcamada 
0 
1 
 d 
 7 
Valor de ℓ Número de 
superfícies nodais 
Tipo de orbital Número de orbitais em 
determinada subcamada 
0 s 1 
1 p 3 
2 d 5 
3 f 7 
 -1 0 +1 
Resolução: 
Esse elétron está localizado em um orbital p, cuja configuração eletrônica é: 1s2, 2s2, 2p6, 
3s2, 3p3 
   
 
No orbital p e o número atômico desse elemento é 15. 
Questão 12. Quantos elétrons estão ocupando o nível de energia mais alto de um átomo 
de: a)Ba, b) Na, c)Al e d) O? 
Resolução 
a) Ba – número atômico 56, cuja configuração eletrônica é: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 
4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s2 
subnível de maior energia 6s2 2 elétrons estão ocupando este subnível. 
b) Na – número atômico 11, cuja configuração eletrônica é: 1s2, 2s2, 2p6, 3s1 
subnível de maior energia 3s1 1 elétron está ocupando este subnível 
c) Al – número atômico 13, cuja configuração eletrônica é: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p1 
subnível de maior energia 3p1 1 elétron está ocupando este subnível. 
d) O – número atômico8, cuja configuração eletrônica é: 1s2, 2s2, 2p4 
subnível de maior energia 4p4 4 elétrons estão ocupando este subnível 
Questão 13. Os quatro números quânticos do elétron diferenciador (maior energia) de um 
átomo são: n = 4; l= 2; ml = + 2; ms () = - ½. O número atômico do átomo citado é: 
a) 53 
b) 46 
c) 43 
d) 48 
e) 50 
Resolução 
Como n = é igual a 4, logo esse átomo possui quatro níveis de energia. Se ele é igual a 2, 
trata-se o orbital é do tipo d. Para o orbital d temos: 
     
 
Como ml = +2 e ms = -1/2, o subnível mais energético é o 4d10. Logo a configuração 
eletrônica desse átomo é: 
 -1 0 +1 
-2 -1 0 +1 +2 
1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s2, 4d10 
 O número atômico do átomo citado é 48, assim a alternativa correta é a d 
 
Questão 14. Coloque os subníveis 4p, 6d, 5s, 2p e 4f na ordem crescente de energia. Para 
os átomos 27Co e 34Se, indique: 
a) A distribuição eletrônica na ordem crescente de energia segundo os subníveis. 
b) O conjunto de nos quânticos para cada elétron mais energético e mais afastado do 
núcleo de cada átomo. 
 
Resolução 
Ordem crescente dos referentes subníveis de energia: 2p< 4p<5s<4f<6d 
 
a) Para o 27Co têm-se a seguinte configuração: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d7 
Para o 34Se têm-se a seguinte configuração: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p4 
b) Para o cobalto(27Co): 
 
 
 
Logo: o conjunto dos quatros números quânticos são: n = 3, l = 2, ml = -1 e ms = -1/2 
 
Para o selênio (34Se) 
   
 
 
Logo: o conjunto dos quatros números quânticos são: n = 4, l = 1, ml = -1 e ms = -1/2 
 
 
Questão 15. O elétron de maior energia de determinado átomo encontra-se na camada M 
e tem a seguinte configuração: 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8 
Com base no exposto pergunta-se: 
a) Qual o conjunto de números quânticos desse elétron? 
     
-2 -1 0 +1 +2 
 -1 0 +1 
b) Qual seu número atômico? 
Resolução 
Como o subnível de maior energia é 3d8 l=2 pois trata-se do orbital d. distribuindo-se os 
oito eletros nas quadráticas tem-se: 
 
 
Logo o conjunto dos quatro números quânticos é: 
n=3, l=2, ml=0, ms=-1/2 
     
-2 -1 0 +1 +2