Lista de exerccios capitulo 6 kats

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302 Quimica geral e reaçôes químicas
RaOaçio Eletromagnética e Equaçáo de Planck
(Veia o Exemplo 6.2.)
S. A luz verde tem um comprimento de onda de x 102 
nm.
Qual é a energia, em J, de um fóton de luz verde? Qual é 
a
energias em J, de mol de fótons de luz verde?
6. A lut viokta tem um comprimento de onda de cerca de
4 IO nm. Qual é a sua frequência? Calcule a enet*ia de um
fóton. Qual é a energia de 1,0 mol de fótons de luz violeta?
Compatr a enezgia dos fótons de luz violeta os de luz
vrnnelha. Qual tem mais
7. A linha mais proeminente no espectro de emissão do
mercúrio está em 396,15 nm. Qual é a frequência dessa
linha? Qual é a energia de um fóton com esse compri-
mento de onda? E de 1,00 mol desses fótons?
8. A linha mais proeminente no espectro de emissão do mag-
nésio é de 285,2 nm. Outras linhas são encontradas em
3S3,S e 518,4 nm. Em que região do espectro eletromag-
nético sio encontradas essas linhas? Qual é a linha com
maior energia? Qual é a energia de 1,00 mol de fótons
com comprimento de onda da linha com maior energia?
9. Coloque os seguintes tipos de radiação em ordem cres-
cente de energia por fóton:
(a) luz amarela de uma limpada de sódio
(b) raios X de um instrumento no consultório de um
(c) micro-ondas em um forno de microondas
(d) sua estação FM favorita, em 91,7 MHz
IO. Coloque os seguintes tipos de radiação em ordem de
energia crescente por fóton:
(a) radiação dentro de um forno de micro-ondas
(b) sua estação de rádio favorita
(c) raios gama de uma reaçâo nuclear
(d) luz vermelha de um sinal de néon
(e) radiação ultravioleta de uma lâmpada de raios
ultravioleta
Efeito Fotoelétrico
(Veia página 227 e a Figura 6.4.)
11. Uma energia de 3,3 x 10-19 J/átomo é necessária para
fazer com que um átomo de césio de uma superfície
metálica rrrca um elétron. Calcule o comprimento de
onda mais longo possível da luz que possa ionizar um
de césio. Em que região do espectro eletromagné-
tico essa radiação é localizada?
Vcsé é um engenheiro proietando um interruptor que fun-cirna no efeito fot(klétrico. O metal que você
usar em fu dispositivo requer 6,7 X 10-19 J/átomopra remover um elétron. O interruptor funcionará se a luzirxi& gibre o metal tem um comprimento de onda de540 nm ou surrnor? Sim ou não? Por quê?
Espectros Atómicos e o Átomo de Bohr
(Voa os Exemplos 63 e 6.4 e as Figuras 6.5—6. IO.)
13. A linha mais prtrmtnente no esçrctro do mercúrio é encon-rada em 253,652 nm. Outras linhas são situadas em3654)15 nm, 404,656 nm, 435,833 nm e 1013,975 nm.
(a) Qual dessas linhas representa a luz mais(b) Qual é a frequência da linha mais 
proeminente?é a energia de um fóton com esse
Qual
(c) Quais dessas linhas são encontradas no espectro
14. 
15.
16.
17.
18.
Figura 6.6? Quais são as cores
(ou cor) dessas linhas?
A linha mais proeminente no espectro do neóniotrada em 865,438 nm. Outras linhas estão situadas em
(a) Em que região do espectro eletromagnético essaslinhas estão localizadas?
(b) Quaisquer dessas linhas estão presentes no espectrodo neónio mostrado na Figura 6.6?
(c) Qual dessas linhas representa a radiação com maior
energia ?
(d) Qual é a frequência da linha mais proeminente? Qual é
a energia de um fóton com esse comprimento de onda?
Uma linha de emissão na série de Balmer para átomos de
H excitados tem um comprimento de onda de 410,2 nm
(Figura 6.10). De que cor é a luz emitida nessa transição?
Quais níveis quânticos estão envolvidos nessa linha de
emissão? Isto é, quais são os valores de ninicial e
Quais são o comprimento de onda e a frequência da radia-
ção envolvidos na linha de emissão com menor energia na
série de Lyman? Quais são os valores de e
Considere apenas as transições que envolvem os níveis de
energia n = I até n = 5 para o átomo de H (veja as
Figuras 6.7 e 6.10).
(a) Quantas linhas de emissão são possíveis, conside-
rando-se apenas os cinco níveis quânticos?
(b) Fótons de alta frequência são emitidos em uma tran-
sição do nível com n = para o nível com n
(c) A linha de emissão que tem o maior comprimento 
de
onda corresponde a uma transição do nível com 
n =
ao nível com n =
Considere apenas as transições que envolvem os 
níveis de
energia com n = 1 até n = 4 para o átomo de 
hidrogénio
(veja as Figuras 6.7 e 6.10).
(a) Quantas linhas de emissão são possíveis, 
conside-
rando-se apenas os quatro níveis quânticos?
(b) Fótons de menor energia são emitidos 
em uma tran-
sição do nível com n = para 
um nível 
com
de
(c) A linha de emissão que tem o menor 
comprimento
onda corresponde a uma transição do 
nível com 
-
ao nível com 11 =
estado de maior energia para um estado 
de menor
energia em qualquer átomo pode ser 
observada 
como
radiação eletromagnética. átomo
011
(a) O que envolve a emissão de menor 
energia 
_ —4 
para
110
de H, um elétron que se move de 
n 
1 
011
(b) O que envolve a emissão de maior 
energia
_ 4 para
de H, um elétron que se move de 
n —
um elétron que se move de n =
5 para
explicação completa.
A estrutura dos átomos 303
20. Se energia é absorvida por um átomo de hidrogênio no
seu estado fundamental, o átomo é excitado para um
estado de maior energia. Por
exemplo, a excitação de um
elétron de n = I para n = 3 requer radiação com um
comprimento de onda de 102,6 nm. Qual das seguintes
transições exigiria radiação de comprimento de onda
maior do que isso?
(a) n = 2 para n = 4
(b) n = I para n = 4
(c) 11 I para n = 5
(d) n = 3 para n = 5
21. Calcule o comprimento de onda e a frequência da luz
emitida quando um elétron muda de n = 3 para n = 1 no
átomo de H. Em que região do espectro essa radiação é
localizada?
22. Calcule o comprimento de onda e a frequência da luz
emitida quando um elétron muda de n = 4 para n = 3 no
átomo de H. Em que região do espectro essa radiação é
localizada?
De Broglie e Ondas de Matéria
(Veia o Exemplo 6.5.)
23. Um elétron move-se com uma velocidade de 2,5 X 10 8
cm/s. Qual é seu comprimento de onda?
24. Um feixe de elétrons (m = 9,11 X 10 -31 kg/elétron) tem
uma velocidade média de 1,3 X 10 8 m/s. Qual é o com-
primento de onda dos elétrons considerando essa veloci-
dade média?
25. Calcule o comprimento de onda, em nm, associado com
uma bola de golfe de 46 g se movendo a 30 m/s. A que
velocidade deve viajar a bola para que o comprimento de
onda seja 5,6 X 10-3 nm?
26, Uma bala de fuzil (massa = 1,50 g) tem uma 
velocidade
de 1,12.103 km/h. Qual é o comprimento 
de onda asso-
ciado a essa bala?
Mecânica Quântica
(Veja as Seções 6.5—6,7.)
27. (a) Quando n = 4, quais são os valores 
possíveis de I?
(b) Quando I é 2, quais são os 
valores possíveis de me?
(c) Para um orbital 4s, quais são 
os valores possíveis de
(d) Para um orbital 4f, quais são 
os valores possíveis 
de
n, I e me?
28. (a) Quantos n = 4, I = 2 e me = 
—I, a qual tipo de 
orbital
isto se refere? (Rotule o orbital, 
tal como IS.)
(b) Quantos orbitais ocorrem na 
camada de elétrons 
n = 5?
Quantas subcamadas? Quais 
são as letras 
atribuídas
a essas subcamadas?
(c) Quantos orbitais ocorrem em 
uma subcamada 
p
Quais são os valores de me?
29. Um possível estado excitado do 
átomo de H tem 
um
elétron em um orbital 4/9. Relacione 
todos os conjuntos
possíveis de números quânticos 
n, I e me para 
esse
elétron.
30. Um possível estado excitado para 
o átomo de 
H tem um
elétron em um orbital 5d. Relacione 
todos os conjuntos
possíveis de números quânticos 
n, I e me para 
esse
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
Quantas subcamadas ocorrem na camada do elétron denúmero quântico principal n = 4?
Quantas subcamadas ocorrem na camada do elétron denúmero quântico principal n = S?
Explique brevemente por que cada um dos seguintesitens não é um conjunto possível de números quânticospara um elétron em um átomo.
Qual dos seguintes itens representa conjuntos válidos de
números quânticos? No caso de um conjunto inválido,
explique brevemente por que ele não é correto.
(b) n = 2, C = I, me = 0 (d) n = 4, e 3, me = —4
Qual é o número máximo de orbitais que podem ser
identificados por cada um dos seguintes conjuntos de
números quânticos? Quando "nenhum" for a resposta
correta, explique o seu raciocínio.
(a) n 3, C = O, me = +1 (c) n — 7, e = 5
Qual é o número máximo de orbitais que podem ser
identificados por cada um dos seguintes conjuntos de
números quânticos? Quando "nenhum" for a resposta
correta, explique o seu raciocínio.
Explique brevemente por que cada um dos seguintes con-
juntos de números quânticos não é possível para 
um
elétron em um átomo. Em cada caso, altere o valor
incorreto (ou valores) para obter um conjunto 
válido.
(a) n 4, e = 2, me = O, ms = 0
(b) n = = 1, me = 
—1/2
1
(c) n = 3, e = 3, me = —1, ms = + /2
Explique brevemente por que cada 
um dos seguintes con-
juntos de números quânticos não 
é possível para um
elétron em um átomo. Em cada 
caso, altere o valor
incorreto (ou valores) para tornar 
um conjunto válido.
= O, ms = + 
1/2(a) n = 2, e = 2, me 
(b) n = 2, e = l,me —lm 
0
(c) n = 3, e = I, me = 
—2, ms = + 1/2
39. Decida qual dos 
seguintes orbitais não 
pode existir de
acordo com a teoria 
quântica: 2s, 2d, 3p, 3f, 
4f e 5s.
Explique de maneira 
simples sua resposta.
40. Decida qual 
dos seguintes 
orbitais não pode existir 
de
acordo com a teoria 
quântica: 3p, 4s, 2fe 
IP. Explique
de maneira simples 
sua resposta.
41. Escreva 
um conjunto 
completo de números 
quânticos (n,
I e me) que a 
teoria quântica 
permite para cada um 
dos
seguintes orbitais: 
(a) 2p, (b) 3d e 
(c) 4f.
42. Escreva 
um conjunto 
completo de números 
quânticos (n, 1 e
me) para cada 
um dos 
orbitais: (a) 51, (b) 
4d e (c) 2s.
43. Um 
determinado orbital 
tem n 4 1 = 2. 
Qual deve ser
esse orbital: 
(a) 3p, (b) 4p, 
(c) 5d ou (d) 4d?
elétron.
304 Química geral e reaçóes químicas
44. Um dado orbital tem um número quântico 
magnético
= —I. Este não pode ser um
(a) orbital f (c) orbital p
(b) orbital d (d) orbital s
45. Quantas superfícies nodais que atravessam 
o núcleo (nós
planares) estão associadas a cada um dos 
seguintes orbitais?
(a) 2s (b) 5d
46. Quantas superfícies nodais que atravessam 
o núcleo (nós
planares) estão associadas a cada um dos seguintes
orbitais atômicos?
(b) 2p (c) 6s
Questões Gerais sobre a Estrutura
Atômica
Estas questões não estão definidas quanto ao tipo ou localiza-
çâo no capítulo. Elas podem combinar vários conceitos.
47. Quais das seguintes alternativas são aplicáveis ao expli-
car o efeito fotoelétrico? Corrija quaisquer afirmações
que estejam erradas.
(a) Luz é radiação eletromagnética.
(b) A intensidade de um feixe de luz está relacionada à
sua frequência.
(c) Pode-se imaginar a luz como sendo constituída por
partículas sem massa cuja energia é dada pela
equação de Planck, E = hv.
48. Em que região do espectro eletromagnético do hidrogênio a
série de Lyman de linhas é encontrada? E a série de Balmer?
49. Dê o número de superfícies nodais que atravessam o
núcleo (nós planares) para cada tipo de orbital: s, p, d e f.
50. Qual é o número máximo de orbitais s encontrados em
uma dada camada de elétrons? E o número máximo de
orbitais p? De orbitais d? De orbitais f?
51. Combine os valores de e mostrados na tabela com o tipo
de orbital (s, p, d ou f
Valor de Tipo de Orbital
3
1
2
52. Esboce uma imagem da superfície limite de 90% em um
orbital s e em um orbital px. Certifique-se de que esse
desenho mostre por que o orbital p é rotulado e não
py, por exemplo.
53. Complete a tabela a seguir.
Número de
Número de Orbitais em Superfícies
Tipo de Orbital uma Determinada Nodais que
Subcamada Atravessam o
Núcleo
p
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
tomos de H excitados fornecem multas unhas
emissão. Uma série de linhas, chamada sérte de
ocorre na região do infravermelho. Ela acontece
um elétron muda de níveis de maior energ,a
nível com n = 5. Calcule o comprimento de onda
frequência da linha de menor energia dessa Séne.
ea
Um sinal de propaganda emite luz vermelha e luz verde
(a) Qual luz apresenta fótons de maior energia
(b) Uma das cores tem um comprimento de onda de680 nm e a outra de 500 nm. A qual cor corr
o maior comprimento de onda?
(c) Qual luz tem maior frequência?
A radiação na região ultravioleta do espectro eletrornagri.
tico é bastante energética. É essa radiação que faz
desbotarem e sua pele desenvolver uma queimadura
Se você é bombardeado com 1,00 mol de fótonscom
comprimento de onda dc 375 nm, a qual quantidade de
energia em kJ/mol de fótons você está sendo submetido;
Um telefone celular envia sinais próximos de 850 MHz
(em que I MHz = 1 X 106 Hz ou ciclos por segundo).
(a) Qual é o comprimento de onda dessa radiação?
(b) Qual é a energia de 1,0 mol de fótons com
uma
frequência de 850 MHz?
(c) Compare a energia da parte (b) com a energia de um
mol de fótons de luz violeta (420 nm).
(d) Comente a diferença de energia entre a radiação a
850 MHz e a luz violeta.
Assuma que seus olhos recebem um sinal consistindo em
luz azul, À = 470 nm. A energia do sinal é de 2,50 x J,
Quantos fótons atingem seus olhos?
Se energia suficiente é absorvida por um átomo, um elétron
pode ser perdido e um íon positivo ser formado. A quanti-
dade de energia necessária é chamada energia de ioninçio.
No átomo de H, a energia de ionização é a necessária para
mudar o elétron de n = I para n = infinito. Calcule a
energia de ionização para o íon He•. A energia de ioniza
ção do He+ é maior ou menor que a do H? (A teoria 
de
Bohr pode ser aplicada ao He+ porque ele, assim como 
0
átomo de H, apresenta um único elétron. A energia 
do
elétron, no entanto, é agora dada por E = —Z2Rhc/+, 
em
que Z é o número atómico do hélio.)
Suponha que os átomos de hidrogénio absorvem 
energia
de modo que os elétrons são excitados para 
o nível de
energia n = 7. Os elétrons então passam por 
essas tran-
sições, entre outras:
(c) n = 2 n = I. Qual dessas transições 
produz um
fóton com (i) a menor energia, (ii) a maior 
frequênoae
(iii) o menor comprimento de onda?
Coloque os seguintes orbitais do átomo 
de H 
ordem
crescente de energia: 3s, 2s, 2p, 4s, 3p, 
Is e 3d,
Quantos orbitais correspondem a cada 
uma das 
seguintes
designações?
5d
(h) 75
(e) 
(C) 4px
A estrutura dos átomos 305
0 cobalto-6() é um isótopo radioativo utilizado em medi-
cina para o tratamento de certos tipos de câncer. Ele produz
partículas e raios y, o último com energias de 1,173 e
1,332 MeV. (1 MeV = 106 elétron-volts e I ev = 1,6022 x
10-19 J.) Quais são o comprimento de onda e a frequência
de um fóton de raio y com energia de 1,173 MeV?
64. A A exposição a doses elevadas de micro-ondas pode
causar danos nos tecidos. Estime quantos fótons, com À
= 12 cm, devem ser absorvidos para aumentar a tempera-
tura do seu olho em 3,0 
0C. Assuma que a massa de um
olho é de 11 g, e sua capacidade calorífica específica é de
65. Quando a sonda Sojourner pousou em Marte em 1997, o
planeta estava aproximadamente a 7,8 X 107 km da
Terra. Quanto tempo demorou para o sinal de imagem
de televisão chegar à Terra?
66. A linha mais proeminente no espectro de emissão do
cromo está localizada em 425,4 nm. Outras linhas do
espectro de cromo são encontradas em 357,9 nm,
359,3 nm, 360,5 nm, 427,5 nm, 429,0 nm e 520,8 nm.
(a) Qual destas linhas representa a luz mais energética?
(b) Qual é a cor da luz de comprimento de onda 425,4
nm?
67. Responda às seguintes questões como se fosse um ques-
tionário resumido sobre este capítulo.
(a) O número quântico n descreve o de um orbital
atômico.
(b) A forma de um orbital atômico é dada pelo número
quântico
(c) Um fóton de luz verde tem (mais ou menos)
energia que um fóton de luz laranja.
(d) O número máximo de orbitais que pode ser asso-
ciado ao conjunto de números quânticos n = 4 e =
(e) O número máximo de orbitais que pode ser asso-
ciado ao conjunto de números quânticos n = 3, I = 2
(f) Atribua a cada uma das seguintes figuras um orbital
com a letra apropriada.
(g) Quando n = 5, os possíveis valores de I são
(h) O número de orbitais na camada n = 4 é
68, Responda às seguintes questões como se fosse um 
ques-
tionário resumido sobre este capítulo.
(a) O número quântico n descreve a
de um
orbital atômico e o número quântico I 
descreve a sua
(b) Quando n = 3, os possíveis valores de I são
(c) Que tipo de orbital corresponde 
n 
a 
é
e = 3?
o valor(d) Para um orbital 4d, o valor de 
de I é e um possível valor 
de me é
(e) Cada um dos seguintes desenhos representa um tipo
de orbital atômico. Dé a designação do orbttal com
uma letra, forneça o seu valor de e especifique o
número de nós planares.
Letra =
Valor de —
Nós planares =
(f) Um orbital atómico com três nós planares que
atravessam o núcleo é um orbital
(g) Qual dos seguintes orbitais não pode existir de
acordo com a teoria quântica moderna: 2s, 3p, 2d,
31, SP, 6p?
(h) Qual dos segutntes itens nio corresponde a um con-
lunto válido de números quânticos?
3 2
2 2
4 3 0
(i) Qual é o número máximo de orbitais que podem ser
associados com cada um dos seguintes conjuntos de
números quânticos? (Uma resposta possivel é
-nenhum'.)
(iii) n = 3 e € = 3
(iv) n = 2, e = l, e me = O
69. Para um elétron em um átomo de hidrogénio, calcule a
energia do fóton emitida quando um elétron diminui sua
energia durante a transição do nível n = 5 para o estado
n = 2. Quais são a frequência e o comprimento de onda
dessa radiação eletromagnética?
No Laboratório
70. Uma solução de KMn04 absorve luz a 540 
nm. Qual é a
frequência da luz absorvida? Qual é a energia de um
mol de fótons com À = 540 nm?
71. Um grande picles está 
ligado a dois eletrodos, que são
então ligados a uma fonte 
de alimentação de I IO V.
Conforme a tensão é aumentada 
através do picles, ele
começa a brilhar com uma cor 
amarela. Sabendo que os
picles são feitos por imersão 
do vegetal em uma solução
salina concentrada, 
descreva por que o picles pode
emitir luz quando é 
fornecida energia elétrica.
"picles elétrico"0 
306 Quimica geral e reaçóes 
químicas
72. O espectro aqui refere-se à 
aspirina. O eixo
vertical representa a quantidade de luz 
absorvida e o
eixo hotirontal é o eomptimento de 
onda da luz inci-
dente (em (Para mais intotmaçôes 
sobre espectrofo-
tomettia, consulte as paginas 202-2007.)
2.0
220 230 240 250 260 270 280 290 300 310
Comprimento de onda (nm)
Qual é a frequência da luz com comprimento de onda
278 nm? Qual é a energia de um mol de fótons
com A = 278 nm? Qual região do espectro eletromagné-
tico é coberta pelo espectro acima? Sabendo que a aspi-
rina só absorve a luz na região representada por esse
espectro, qual é a cor da aspirina?
73. O espectro infravermelho para o metanol, CH30H, é
ilustrado abaixo. Ele mostra a quantidade de luz na
região do infravermelho que o metanol transmite como
uma função do comprimento de onda. O eixo vertical é a
quantidade de luz transmitida. Em pontos próximos do
topo do gráfico, a maior parte da luz incidente está
sendo transmitida pela amostra (ou inversamente, pouca
luz é absorvida)- Portanto, os "picos" ou "bandas" que
descendem do topo indicam a luz absorvida; quanto
maior a banda, mais luz está sendo absorvida. A escala
horizontal está em unidades de -números de onda"
abreviadas como cm". A energia da luz é dada pela lei
de Planck como E = "CIA; isto é, E é proporcional a I/À.
Portanto, a escala horizontal é em unidades de IA e
renete a energia da luz incidente sobre a amostra.
1000
onda (cml)
(a) Um ponto no eixo horizontal está marcado como2000 cm-l . Qual é o comprimento de onda da luzneste ponto?
(b) Qual é a extremidade de menor energia destetro (esquerda ou direita) e gual é a extremidade demaior energia?
(c) A ampla absorção em tomo de 3300-3400 cm-lindica que a radiação infravermelha está -cMn o grupo OH da molécula de metanol. As absor-mais estreitas em tomo de 2800-3000 cm-l sãopara com ligações de C—H. Qual intera-çào requer mais energia, com O—H ou com C—-H?
Resumo e Questões Conceituais
As seguintes questões podem usar os conceitos deste
74. Bohr imaginou os elétrons do átomo como sendo
zados em órbitas definidas em torno do núcleo, assim
como os planetas orbitam o Sol. Critique esse modelo
75. A luz é emitida pela lâmpada de poste, contendo
mercúrio ou sódio, quando os átomos desses elementos
são excitados. A luz que você enxerga resulta de quais
das seguintes razões?
(a) Os elétrons estão se movendo
de um determinado
nível de energia para um de maior energia.
(b) Os elétrons estão sendo removidos do átomo,
criando assim um cátion do metal.
(c) Os elétrons estão se movendo de um determinado
nível de energia para um de menor energia.
76. Como interpretamos o significado físico do quadrado da
função de onda? O que são as unidades de 4nr2tl,2?
77. O que significa "dualidade partícula-onda"? Quais sio suas
implicações na nossa visão moderna da estrutura atómica?
78. Qual dessas alternativas são observáveis?
(a) posição de um elétron em um átomo de H
(b) frequência da radiação emitida por átomos de H
(c) trajetória de um elétron em um átomo de H
(d) movimento das ondas de elétrons
(e) padrões de difração produzidos pelos elétrons
(f) padrões de difração produzidos pela luz
(g) energia necessária para remover elétrons dos átomos
(h) um átomo
(i) uma molécula
(i) uma onda de água
79. Em princípio, qual dos seguintes itens pode ser
determinado?
(a) a energia de um elétron no átomo de H com grande
precisão e exatidão
(b) a posição de um elétron em alta velocidade com
grande precisão e exatidão
(c) simultaneamente, tanto a posição quanto a energta
de um elétron em alta velocidade com grande pre-
cisão e exatidão
80. A Suponha que você viva em um universo diferente, 
em
que um conjunto diferente de números quânticos 
e
necessário para descrever os átomos daquele 
universo
Estes números quânticos têm as seguintes regras:
N, principal 1, 2, 3,
L, orbital
M, magnético —I, O, +1
Quantos orbitais estão ali por completo nas 
três
ras camadas eletrônicas?
Quantas
com um átomo e há emissão de luz pelo átomo.
linhas de emissão seriam Observadas? Ern 
quais cornptl
mentos de onda? Explique brevemente (veja 
a Figura
6.10).
A estrutura dos átomos 307
que você poderia 011 nio medir o cotupri-
dc bola de golfe em voo,
cadioativo tecnécio não é encontrado natu-
na 'li•rra; ele deve ser sintetizado em labo-
No entanto, trata-se de elemento valioso por
aplicaçOcs Inédicas. Por exemplo, o elemento na
dc pertccnctato de sódio (NaTc04) é usado em
de imagens do cérebro, da tireoide, das glândulas
salivares c estudos do fluxo sanguíneo dos rins, entre
outras coisas.
(a) que grupo e período da Tabela Periódica encon-
tra-sc o elenwnto?
(b) elétrons de valência do tecnécio sâo encontrados
nas subcamadas ss e 'Id. Qual é o conjunto de
numeros quânticos (n, I e me) para um dos elétrons
da subcamada ss?
(c) O tecnécio emite um raio com energia de 0,141
MCV. (l Me V elétrons-volt, em que I eV
1,6022 x 10-10 J, )Quais são 0 comprimento de onda
e a frequência de um fóton de raio com uma
energia de 0,141 Me V?
(d) Para preparar NaTc04, o metal é dissolvido em ácido
nítrico.
7 Tc(s) —9
H'1C04(aq) 7 N02(g) + 3 H20(C)
e o produto HTc04 é tratado com NaOH para pro-
duzir NaTc04.
(i) Escreva a equaçào balanceada para a reaçâo de
1-1Tc04 com NaOH.
(ii) Se você começar com 4,5 mg de Tc 
metálico,
qual massa de NaTC04 pode ser preparada? 
Qual
massa de NaOH, em gramas, é necessária 
para
converter todo o HTc04 em NaTc04?
(e) Se você sintetizar 1,5 micromol de NaTc04, que
massa de composto você tem? Se o composto é dis-
solvido em 10,0 mL de água, qual é a concentração
da solução?
84. A A Figura 6.12b mostra a probabilidade de encontrar
um elétron Is no átomo de hidrogênio a várias distâncias
do núcleo. Para criar o gráfico nesta figura, a nuvem de
elétrons é primeiro dividida em uma série de finas
camadas concêntricas ao redor do núcleo e, em seguida,
a probabilidade de encontrar o elétron em cada camada
é avaliada. O volume de cada camada é dado pela
equação V = 4arr2 (d), em que d é a espessura da camada
e r é a distância da camada ao núcleo. A probabilidade
de encontrar o elétron em cada camada é
Probabilidade = 417AlR(d)
em que é a função de onda Is para o hidrogênio (ao
nesta equação é de 52,9 pm).
1
(rad)1/2
(a) A distância mais provável para um elétron IS no
átomo de hidrogênio é de 52,9 pm. Avalie a probabili-
dade de encontrar o elétron em uma camada concên-
trica de espessura 1,0 pm a essa distância do núcleo.
(b) Calcule a probabilidade de encontrar o elétron em
uma camada de 1,0 pm de espessura em distâncias a
partir do núcleo de 0,50 ao e 4 ao. Compare os resul-
tados com as probabilidades em ao. Essas probabili-
dades estão de acordo com o gráfico de densidade de
superfície mostrado na Figura 6.12b?
g AI; temperatura final = 21 c c
5.119
olar —0,36 L atm
Assim, 36 J de trabalho é realizado pelo sistema na
vizinhança.
Ital Capítulo 6
Estudo de Casono
O Que Origina as Cores nos Fogos de Artifício?
1. A luz amarela vem de emissões de 589 e 590 nm.
2. A emissão primária para Sr é vermelha. Esta tem um
comprimento de onda mais longo do que a luz amarela.
3. 4 Mg(s) + KC104(s) KCl(s) + 4 -MgO(s)
Verifique Seu Entendimento
6.1 (a) Maior frequência, violeta; menor frequência,
vermelho.
(b) O comprimento de onda da radiação num forno
de micro-ondas é mais curto que o comprimento
de onda da rádio FM.
(c) O comprimento de onda do raio X é mais curto
que o comprimento de onda da luz ultravioleta.
(d) À X 10-7 m
v = clÀ = (2,998 X 108 mis X 10-7 m)
= 5,88 X 1014 s-l
6.2 (2,998 X 108 X 10-7 m)
7,40 X 10 14 s-l
E = NAhv = (6,022 X 1023 fótons/mol)
(6,626 X 10-34 J X 1014
E = 295000 J/mol ( = 295 kJ/m01)
Apêndice N A-59
O comprimento 
de onda é 4,8 X 10-25 nm. (Calcu-
lado de À 
= hfm • v, em que m é a bola da massa em
kg e v é a 
velocidade.) Para ter um comprimento de
onda de 5,6 
X 10-3 nm, a bola teria de viajar a 2,6 X
Quando I 2, me = 
—2, —1, 0, 1, 2
Para um orbital 4s, 
n = 4, = O e ntt = 0
(d) Para um 
orbital 41, n = 4, t = 3 e —3, —2, —I
Conjunto 1 :
Conjunto 2: 
Conjunto 3: 
Quatro 
n = 4, = 1 e me = 0
n = 4, t = I e m, = +1
(O número de subcamadas em
1 
uma camada é sempre igual a n.)
(a) I deve ter um valor não superior a n — I.
(b) Quando t = O, mt só pode ser igual a O.
(c) Quando = O, m, só pode ser igual a O.
635 (a) Nenhum. O conjunto do número quântico não é
possível. Quando I = O, me só pode ser igual a O.
(b) 3 orbitais
(c) I I orbitais
(d) I orbital
'37 (a) m, = O não é possível. ms só pode ter valores de
Um conjunto possível de números quânticos:
n = = 2, m, = O, ms = +1/2
(b) me não pode ser igual a —3, neste caso. Se I = 1,
m, só pode ser —1,0 ou 1.
Um conyunto possível de números quânticos:
n z = 1, nt' = —I, ms = —1/2
(b) Incorreto. A intensidade de um feixe de luz éindependente da frequência e está relacionada aonúmero de fótons da luz com certa energia.(c) Correto
6.49
Considerando-se apenas os nós angulares (superfíciesnodais que passam através do núcleo):
Orbital s 0 superfícies nodais através do núcleo
Orbitais p 1 superfície nodal ou plana que passa
através do núcleo
Orbitais d 2 superfícies nodais ou planas que passam
através do núcleo
Orbitais f 3 superfícies nodais ou planas que passam
através do núcleo
6.51 Valor de e Tipo de Orbital
3
p
2 d
6.53 Considerando-se apenas os nós angulares (superfícies
nodais que passam através do núcleo):
Tipo de
Orbital
Número do Número de
Orbitais em uma
Subcamada
3
5 2
7 3
6.55 (a) Luz verde
(b) A luz vermelha tem um comprimento 
de onda de
(c) t = 3 não é possível neste caso. O valor máximo
Um coniunto possível de números quânticos:
n = 3, t = 2, mt = —1, ms = +1/2
"9 Os orbitais 2d e 3/ não podem existir. A camada n =
2 constqe somente em subcamadas s e p. A camada n
: 3 consiste somente em subcamadas s, p e d.
Para 2p: n 2, t 1 e m, = —I, O ou +1Para 3d: n = 3, = 2 e me = —2, —1, O, +1 ou +2Para 4f: n 4, t -3, -2, -1, O, +1, +2ou +3
Ad
tem O superfícies nodais que
passam através dont.kleo (t O).
tem 2 superfícies nodais que passam atravésnúcleo (t 2).5/ tem 
superfícies nodais que passam através do
680 nm; e a luz verde tem um 
comprimento de
onda de 500 nm.
(c) A luz verde tem uma 
frequência maior que a luz
vermelha.
6.57 (a) Comprimento 
de onda = 0,35 m
(b) Energia = 0,34 Ilmol
(c) A luz violeta 
.com À = 420 nmi tem 
energia de
280 k)/mol de fótons.
(d) A luz violeta 
tem energia (por 
mol de fótons) que
é 840 mil vezes 
maior que um mol 
de fótons de
um telefone 
celular.
6.59 A energia 
de ionizaçáo do 
He é 5248 kJ/m01. 
Isto é
quatro vezes a 
energia de 
do átomo de H.
3p 3d < 4s
6,61 IS < 2s 
2p < 3s
No átomo 
de H os orbitais 
na mesma camada 
(por
exemplo, 2s e 
2p) têm a 
mesma energva.
2 836 
6.63 
Frequência = ,
1020 s-i e 
comprimento de
6.65 260 s 
ou 4,3 min
onda 1,057 
x m
6.67 (a) 
Tamanho e 
energia
7 (quando 
3 
f)
(e) Um 
orbital
Apêndice N A-59
O comprimento 
de onda é 4,8 X 10-25 nm. (Calcu-
lado de À 
= hfm • v, em que m é a bola da massa em
kg e v é a 
velocidade.) Para ter um comprimento de
onda de 5,6 
X 10-3 nm, a bola teria de viajar a 2,6 X
Quando I 2, me = 
—2, —1, 0, 1, 2
Para um orbital 4s, 
n = 4, = O e ntt = 0
(d) Para um 
orbital 41, n = 4, t = 3 e —3, —2, —I
Conjunto 1 :
Conjunto 2: 
Conjunto 3: 
Quatro 
n = 4, = 1 e me = 0
n = 4, t = I e m, = +1
(O número de subcamadas em
1 
uma camada é sempre igual a n.)
(a) I deve ter um valor não superior a n — I.
(b) Quando t = O, mt só pode ser igual a O.
(c) Quando = O, m, só pode ser igual a O.
635 (a) Nenhum. O conjunto do número quântico não é
possível. Quando I = O, me só pode ser igual a O.
(b) 3 orbitais
(c) I I orbitais
(d) I orbital
'37 (a) m, = O não é possível. ms só pode ter valores de
Um conjunto possível de números quânticos:
n = = 2, m, = O, ms = +1/2
(b) me não pode ser igual a —3, neste caso. Se I = 1,
m, só pode ser —1,0 ou 1.
Um conyunto possível de números quânticos:
n z = 1, nt' = —I, ms = —1/2
(b) Incorreto. A intensidade de um feixe de luz éindependente da frequência e está relacionada aonúmero de fótons da luz com certa energia.(c) Correto
6.49
Considerando-se apenas os nós angulares (superfíciesnodais que passam através do núcleo):
Orbital s 0 superfícies nodais através do núcleo
Orbitais p 1 superfície nodal ou plana que passa
através do núcleo
Orbitais d 2 superfícies nodais ou planas que passam
através do núcleo
Orbitais f 3 superfícies nodais ou planas que passam
através do núcleo
6.51 Valor de e Tipo de Orbital
3
p
2 d
6.53 Considerando-se apenas os nós angulares (superfícies
nodais que passam através do núcleo):
Tipo de
Orbital
Número do Número de
Orbitais em uma
Subcamada
3
5 2
7 3
6.55 (a) Luz verde
(b) A luz vermelha tem um comprimento 
de onda de
(c) t = 3 não é possível neste caso. O valor máximo
Um coniunto possível de números quânticos:
n = 3, t = 2, mt = —1, ms = +1/2
"9 Os orbitais 2d e 3/ não podem existir. A camada n =
2 constqe somente em subcamadas s e p. A camada n
: 3 consiste somente em subcamadas s, p e d.
Para 2p: n 2, t 1 e m, = —I, O ou +1Para 3d: n = 3, = 2 e me = —2, —1, O, +1 ou +2Para 4f: n 4, t -3, -2, -1, O, +1, +2ou +3
Ad
tem O superfícies nodais que passam através dont.kleo (t O).
tem 2 superfícies nodais que passam atravésnúcleo (t 2).5/ tem 
superfícies nodais que passam através do
680 nm; e a luz verde tem um 
comprimento de
onda de 500 nm.
(c) A luz verde tem uma 
frequência maior que a luz
vermelha.
6.57 (a) Comprimento 
de onda = 0,35 m
(b) Energia = 0,34 Ilmol
(c) A luz violeta 
.com À = 420 nmi tem 
energia de
280 k)/mol de fótons.
(d) A luz violeta 
tem energia (por 
mol de fótons) que
é 840 mil vezes 
maior que um mol 
de fótons de
um telefone 
celular.
6.59 A energia 
de ionizaçáo do 
He é 5248 kJ/m01. 
Isto é
quatro vezes a 
energia de 
do átomo de H.
3p 3d < 4s
6,61 IS < 2s 
2p < 3s
No átomo 
de H os orbitais 
na mesma camada 
(por
exemplo, 2s e 
2p) têm a 
mesma energva.
2 836 
6.63 
Frequência = ,
1020 s-i e 
comprimento de
6.65 260 s 
ou 4,3 min
onda 1,057 
x m
6.67 (a) 
Tamanho e 
energia
7 (quando 
3 
f)
(e) Um 
orbital
A-60 Química geral e reaçóes químicas
(f) (Da esquerda para a direita) d, s e p
(h) 16 orbitais (1 orbital s, 3 orbitais p, S orbitais de7 orbitais f) (z n2)
6.69 Energia 4,576 x 10 -19 J
Frequência 6,906 X 10 14
Comprimento de onda = 434,1 nm
6.71 Os picles brilham porque foram feitos por meio daimersão de um pepino em salmoura, uma soluçãoconcentrada de NaCl. Os átomos de sódio nos piclessão excitados pela corrente elétrica e liberam energiacomo luz amarela quando retornam ao estado funda-mental. Átomos de sódio excitados são a fonte da luzamarela que você vê em fogos de artifício e em certostipos de iluminação pública.
6.73 (a) 0,0005 cm S
(b) O lado esquerdo é o lado com maior energia, e o
lado direito é o lado com menor energia.
(c) A interação com O—H requer mais energia.
6.75 (c)
6.77 Um experimento pode ser feito para mostrar que o
elétron pode comportar-se como uma partícula, e
outro experimento pode ser feito para mostrar que ele
possui propriedades de onda. (No entanto, nenhum
experimento mostra ambas as propriedades do
elétron.) A visão moderna da estrutura atómica é
baseada nas propriedades de onda do elétron.
6.79 (a) e (b)
6.81 A radiação com um comprimento de onda de 93,8
nm é suficiente para elevar o elétron para o nível
quântico n = 6 (ver Figura 6.10). Devem existir 15
linhas de emissão envolvendo transições de n = 6 a
níveis mais baixos de energia. (Existem cinco linhas
de transições de n = 6 para níveis menores, quatro
linhas de n = 5 para níveis menores, três para 
n = 4
para níveis inferiores, duas linhas para n = 3 para
níveis inferiores, e uma linha de n = 2 
a n = l.) Os
comprimentos de onda para muitas linhas 
são dados
na Figura 6.10. Por exemplo, 
haverá uma emissão
envolvendo um elétron que se move 
de n = 6 paca
n = 2 com um comprimento 
de onda de 410,2 nm.
6.83 (a) Grupo 7B (IUPAC 
Grupo 7); Período 5
(b) n = 5, e = 0, me = 0, 
+1/2
(c) À = 8,79 X 10 12 m; v = 
3,41 X 10 19 s-
(d) (i) HTc04(aq) + 
NaOH(aq)
H20(C) + NaTc04(aq)
(ii) 8,5 X 10 -3 g de 
NaTc04 produzido;
1,8 X 10 -3 g de NaOH 
necessário
(e) 0,28 mg de 
NaTc04; 0,00015 M
Capítulo 7
Estudo de Caso
Metais em Bioquimica e Medici
2. Ambos ions ferro sio
3. O tamanho ligeiramente
está relacionado a maiores
4. Fe2• é maior que Fe&• e se
cisa na estrutura. Como tes
estrutura do anel de planar
Verifique Seu Entendim
7.1
7.2
7.3
7.5
(a) cloro (Cl)
O calcio tem dois eletrot
4s, Os numeros quântic(
Obtenha as respostas da
3d
IArl
IAr1
311
Todos os três ions sio pa
e quatro eletrons desemp
(a) Aumentando o raio at
(b) Autuentando a energú
(c) Supõe-se que o carbor
ligação de elétrons ma
Exercícios
Seção 7.1
1. (d) 98
Seçáo 7.2
1. (a) o orbital 4s preenche 
ante
seção 7.3
1. (c) 3d t04s24p
4