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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO Campus Seropédica ATIVIDADE Prova 1 – Lista de Exercícios PROFESSOR Antônio Marques da Silva Júnior DISCIPLINA Química Inorgânica I TURMA T01 DATA VALOR (pts) NOTA (pts) ALUNO(A): Observação 1: as respectivas respostas para os exercícios abaixo propostos serão discutidas na aula do dia 09/05, como previsto no nosso cronograma do curso. Observação 2: As questões presentes nesta lista foram retiradas de provas de períodos anteriores. Elas não tem como meta esgotar o conteúdo dado em sala de aula. O objetivo principal aqui é oferecer uma ilustração amostral de como será realizada a aferição da absorção/reprodução do conteúdo transmitido. Na realidade, trata-se de um material complementar à sua preparação, que deverá também incluir as atividades em sala de aula e para casa, além de exercícios presentes na bibliografia recomendada, se julgar necessário. 1 Questões: 1) Com base no diagrama de energia de átomos polieletrônicos abaixo, faça o que se pede: a) Há orbitais degenerados? Justifique. b) Justifique, mediante os fenômenos de penetração e blindagem, a quebra de degenerescência para átomos polieletrônicos. 2) Quanto à resolução da equação de Schrödinger, responda: a) O que implica a sua não possibilidade atual de resolução analítica? b) Discuta a aproximação orbital utilizada na resolução numérica da equação de Schrödinger quanto à sua vantagem em relação à simplificação das equações resultantes. c) Discuta a aproximação orbital quanto à distribuição de carga em átomos polieletrônicos e as interações repulsivas. 3) a) Como a expressão matemática para o cálculo de subníveis de energias eletrônicas em átomos hidrogenoides foi adaptada para o cálculo da energia em átomos polieletrônicos? b) Fisicamente, o que representa a carga nuclear efetiva (Zef)? c) Utilize as regras de Slater para calcular a constante de blindagem e a carga nuclear efetiva para elétrons 3d e 4s no Zr(Z=40) e no Nb (Z=41). 4) a) Justifique, mediante os diagramas de Rich e Suter abaixo, o porquê dos cátions dos primeiros elementos de transição serem formados pela perda de elétrons do subnível s, quando oxidados. 2 b) Construa um diagrama de Rich e Suter que justifique as configurações eletrônicas para os seguintes elementos de transição: 5) Com base na figura a seguir, faça: Energias de ionização em kJ mol-1. a) Justifique a diferença nas primeiras energias de ionização com base nos respectivos valores de carga nuclear efetiva sobre os elétrons de valência. b) Apenas a carga nuclear efetiva, calculada segundo as regras de Slater, é suficiente para justificar a diferença de valores para as segundas energias de ionização neste caso? Justifique. 3 6) a) Justifique a ordem decrescente de raio cristalino observado para os íons de elementos representativos a seguir, correlacionando-os com a carga nuclear efetiva calculada, segundo as regras de Slater. b) Os valores contidos na tabele a seguir referem-se a raios covalentes não polares (em pm=10-12 m) para elementos de transição do quinto período do bloco d. Descreva a tendência observada com relação ao aumento do número atômico e justifique-a. c) O mesmo perfil ocorre para os elementos de transição do sexto período (lantanídeos)? Justifique. 7) a) Diferencie a energia de ionização e a afinidade eletrônica quanto: fenômeno de oxirredução pertinente, sinal algébrico do valor de entalpia e orbital de fronteira relacionado a cada propriedade. b) A figura abaixo representa uma tendência qualitativa para a estabilidade de dois estados de oxidação para cátions do grupo 14 da tabela periódica. Justifique esta tendência, iniciando pelas distribuições eletrônicas para o estado fundamental de cada espécie neutra. 4 b) Justifique a relação existente na tabela abaixo para os valores de energia de ionização (I) do He+ e Li2+, comparado à energia de ionização do H, utilizando a expressão para a energia eletrônica obtida pela resolução da equação de Schrödinger para átomos hidrogenoides. Processo I (MJ mol-1) H(g) → H+(g) + e- 1,3120 He+(g) → He2 +(g) + e- 5,2504 Li2+(g) → Li3 +(g) + e- 11,8149 5 UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO Campus Seropédica ATIVIDADE Prova 1 – Lista de Exercícios PROFESSOR Antônio Marques da Silva Júnior DISCIPLINA Química Inorgânica I TURMA T01 DATA VALOR (pts) NOTA (pts) ALUNO(A):
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