Exercícios estrutura atômica e nº quanticos

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UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA 
DISCIPLINA: QUÍMICA BÁSICA E EXPERIMENTAL 
PROFESSORA: Ana M. C. Grisa 
ASSUNTO: ESTRUTURA ATÔMICA E NÚMEROS QUÂNTICOS 
1) Linnus Pauling (1901-1994) notabilizou-se por suas grandes contribuições à 
Química. Por seus trabalhos científicos recebeu, em 1954, o Prêmio Nobel de Química 
e, em 1962, por sua ação pacifista o Prêmio Nobel da Paz. Elaborou na Química um 
diagrama de distribuição de elétrons, conhecido pelo nome de diagrama de Pauling. 
Observe a distribuição abaixo e julgue os itens a seguir, assinalando Vou F a cada item: 
1s
2
 2s
2
 2p
4 
a) Segundo o diagrama de Pauling os subníveis acima estão em ordem decrescente 
de energia. 
b) O elemento químico acima descrito possui três camadas de elétrons. 
c) O elemento acima possui 6 elétrons na camada de valência. 
d) O átomo no seu estado fundamental possui 4 elétrons. 
e) O subnível de maior energia é o 2p4. 
 
2) O titânio já foi chamado de “o metal maravilha” devido às suas excepcionais 
qualidades. É mais resistente a corrosão que o aço inoxidável, e suas ligas metálicas são 
utilizadas principalmente na indústria aeronáutica, em próteses e em implantes 
dentários. A produção mundial anual de titânio é de cerca de 10 milhões de toneladas, e 
as principais reservas estão no Canadá e na Austrália. 
 Sobre o titânio (Z = 22) determine: 
a) Número de prótons, nêutrons e elétrons. 
b) Configuração eletrônica dos elétrons de valência. 
c) Número de elétrons na camada de valência. 
d) Configuração eletrônica do cátions bivalente. 
 
3) Se um pouco de óleo cai no fogo enquanto fritamos algum alimento, surge uma 
característica chama amarela, devido à presença de sódio no sal de cozinha, que 
provavelmente estava misturado ao óleo. De acordo com o modelo de Bohr explique 
como os átomos de sódio emitem luz quando ativados. 
 
4) Escreva a configuração eletrônica para: 
a) Cu (Z = 29)b) Ag (Z = 47) c) N
-3
 (Z = 7) d) Fe
+2
 (Z = 26) 
 
5) Quais dos seguintes átomos ou íons devem ser paramagnéticos: 
a) Al (Z = 13) b) Zn (Z = 30) c) Ti
+2
 (Z = 22) d) W (Z = 74) 
 
6) Qual é o número atômico do elemento que possui como último subnível mais 
energético 4d
3
? 
 
7) Quais dos conjuntos de números quânticos são possíveis para um átomo? 
a) 3, 0, -1, +1/2 b) 2, 1, 1, -1/2 c) 4, 3, -4, +1/2 d) 6, 3, -3, +1/2 
 
8) Quais são os números quânticos, principais e de momentum angular do orbital, para 
cada um dos seguintes orbitais: 
a) 3p b) 5d c) 4f d) 6s 
9) Nos conjuntos de quatro números quânticos (n, l, ml, ms) identifique quais os que 
não podem existir e explique o porquê: 
a) 4, 2, -1, +1/2 b) 5, 0, -1, +1/2 c) 4, 4, -1, +1/2 
 
10) Preveja o número de elétrons de valência presente em cada um dos seguintes 
átomos: 
a) P(Z=15) b) Al(Z=13) c) Te(Z=52) d) Fe (Z=26) 
 
11) Dê os 4 números quânticos do último elétron da camada de valência de: 
a) Na(Z=11) b) Al(Z=13) c) I(Z=53) d) Sr (Z=38) 
 
12) Calcule o número de prótons, nêutrons e elétrons contidos no cátion bivalente do 
bário.(Z=56) 
 
13) Se contarmos o número de elétrons do cátion manganoso (Mn
2+
) e do átomo de 
vanádio (V), no estado fundamental, veremos que ambos possuem 23 elétrons. 
Podemos, então, afirmar que suas distribuições eletrônicas também são iguais? 
Justifique sua resposta. 
 V(Z=23) Mn(Z=25) 
 
14) Um elétron da camada K, ao passar para a camada L, absorve ou emite energia? 
 
15) Dizemos que um átomo está no estado fundamental quando todos os seus elétrons 
estão nas posições de menor energia permitida. Qual configuração(ões) abaixo não está 
(estão) no estado fundamental? 
a) 1s
1
 2s
1 
 b) 1s
2
 2s
2
 2px
1
 2py
o
 2pz
o 
 c) 1s
2
 2s
2
 3s
1 
 
16) Qual o número máximo de elétrons que podem existir nos níveis de energia de um 
átomo representado como: 
Nível (ou camada) nº máximo de elétrons 
K 
L 
M 
N 
O 
 
17) O que é orbital e qual o número máximo de elétrons que podem existir num 
determinado orbital? 
 
18) Qual o número de orbitais dentro do subnível 3p? E no subnível 5p? 
 
19) Qual a letra correspondente a um subnível formado por orbitais em forma de 
haltere? 
 
20) O átomo neutro de um elemento tem 2 elétrons K, 8 elétrons L e 5 elétrons M. A 
partir destes dados, indique, quando possível, os seguintes valores? 
a) número atômico: 
b) número de massa: 
c) número total de elétrons no orbital s: 
d) número total de elétrons orbital p: 
e) número total de elétrons orbital d: 
 
21) Os elétrons localizados num mesmo orbital possuem quais números quânticos em 
comum? 
 
22) Qual o valor dos quatro números quânticos do elétron que entrou por último no 
ferro? 
 
23) a) Descreva as configurações eletrônicas para os estados fundamentais do N, Fe, 
Fe
3+
 e Hg
2+
; 
b) Quantos elétrons desemparelhados existem em cada uma dessas partículas isoladas? 
 
24) O cátion Na
+ 
e ânion F
-
 são espécies isoeletrônicas que têm configurações igual ao 
átomo neutro de qual elemento químico? 
 
25) Quantos elétrons, no total, podem ocupar: 
a) os orbitais 4p; b) os orbitais 3d; c) os orbitais 4f; d) o orbital 1s; 
 
26) Quantos elétrons, no total, podem ocupar uma subcamada com l igual a: 
a) 0 b) 1 c) 2 
 
27) Quantos orbitais há em uma subcamada com l=3? 
 
28) Quantas subcamadas existem para: 
a) n=2 b) n=3 c) Quais são o valores permitidos para l quando n=3? 
 
29) Os três números quânticos de um elétron em um átomo de hidrogênio em um 
determinado estado de energia são: n=3, l=1 e ml= -1. Em que tipo de orbital este 
elétron está localizado? 
 
GABARITO 
1) a) F b) F c) V d) F e) V 
 
2) a) p=22 n=26 e=2 b) 4s
2
 c) 2 elétrons d) 1s
2
2s
2
 2p
6
3s
2 
3p
6
3d
2
 
 
 
 3) resposta pessoal 
 4) a) Cu ( Z=29 ) 1s
2
2s
2
 2p
6
3s
2 
3p
6
4s
1
 3d
10
 → efeito de blindagem 
b) Ag (Z=47 ) 1s
2
2s
2
 2p
6
3s
2 
3p
6
4s
2
 3d
10
4p
6 
5s
1 
4d
10
 → efeito de blindagem 
c) N
-3
 (Z =7 ) 1s
2
2s
2
2p
6 
d) Fé
2+
 (Z=26) 1s
2
2s
2
 2p
6
3s
2 
3p
6
3d
6 
 
5) a) Al ( Z=13 ) 1s
2
2s
2
 2p
6
3s
2 
3p
1→ para magnético 
 b) Zn ( Z=30 ) 1s
2
2s
2
 2p
6
3s
2 
3p
6
4s
2
 3d
10 → diamagnético 
c) Ti
2+ 
( Z=22 )1s
2
2s
2
 2p
6
3s
2 
3p
6
3d
2 → paramagnético 
d) W ( Z=74 ) 1s
2
2s
2
 2p
6
3s
2 
3p
6
4s
2
 3d
10 
... 5d
4
 → paramagnético 
 6) Z= 41 
 7)a) impossível b) possível c) impossível d) impossível 
 8).a) 3p {n=3 l= 1 b) 5d {n=5 l= 2 c) 4f {n=4 l= 3 d) 6s {n=6 l= 0 
 9)a) possível 
 b) impossível por que o subnível s só possui um orbital 
 c) impossível por que o “ l “ só pode variar até 3 
 10) a) P → 5 elétrons b) Al → 3 elétrons c) Te → 6 elétrons d) Fe → 2 elétrons 
 11) ) Na ... 3 s
1 
{ n=3 l=0 ml=0 ms= + 1/2 
 b) Al ....3 p
1 
{ n=3 l=1 ml=-1 ms= +1/2 
 c) I .... 5 p
5 
{ n=5 l=1 ml=0 ms= -1/2 
 d) Sr... 5 s
2 
 { n=5 l=0 ml=0 ms= - 1/2 
 
 12) P=56 n=81 e=54 
 13) V ( Z=23 ) ... 4s
2
 3d
3 
 Mn( Z=25) .... 4s
2
 3d
5 
 Mn
2+ 
(Z=25).... 3d
5 
 não são iguaispois retira-se os dois elétrons do 
último nível do manganês, ou seja 4s
2 
. 
 14) Absorve energia 
 15) Letras a e c 
 16) K=2 elétrons L= 8elétrons M=18 elétrons N=32eletrons O=32 elétrons 
 17) Orbital é a região de maior probabilidade de encontrar o elétron. Pode 
conter no máximo 2 elétrons. 
 18) 3 orbitais em ambos os casos 3px, 3py e 3pz e 5px, 5py e 5 pz. 
 19) Letra p. 
 20) a) 15 (Fósforo) b) 31 c) s=6 elétrons d) p=9 elétrons e) d=0 eletrons 
 21) Número quântico principal, Número quântico secundário e número quântico 
magnético. 
 22) n=3 l= 2 ml= -2 ms= -½ 
 23) a) 7N= 1s
2
2s
2
2p
3
 26Fe1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2
3d
 6
 26Fe 
3+ 
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
5
 
80Hg
2+
 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2
3d
10 
 4p
6
 5s
2
 4d
10
 5p
6
 4f
14
 5d
10 
 b) N=3 Fe= 4 Fe 
3+
=5 Hg
2+
= nenhum elétron desemparelhado 
 24) Neônio (Z=10) 
 25) a) 6elétrons b) 10 elétrons c) 14 elétrons d) 2 elétrons 
 26) a) l=0 (s) 2 elétrons b) l=1 (p) 6 elétrons c)l=2 (d) 10 elétrons 
 27) 7 orbitais que podem comportar até 14 elétrons. 
 28) a)n=2 l=0 e l=1 b) n=3 l=0 l=1 l=2 n=3 l=0 l=1 l=2 
 29) 3p
1