AP2 Quimica Geral I 2017 2 gabarito

Prévia do material em texto

CENTRO DE EDUCAÇÃO SUPERIOR A DISTÂNCIA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE 
CURSO: LICENCIATURA EM QUÍMICA – SEGUNDA AVALIAÇÃO PRESENCIAL – AP2 
POLOS: Nova Friburgo, Paracambi, Piraí, São Fidélis e São Francisco de Itabapoana 
DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL I - PERÍODO:2017-2 – 19/11/2017 
PROF. SERGIO LUIS CARDOSO 
 
 
GABARITO 
 
 
1)(1,00 ponto) A radiação eletromagnética emitida em 500 nm e vista pelo olho humano como luz 
verde. Qual a energia em joules de 1 fóton de luz verde? Qual a energia em joules de 1,0 mol de 
fótons de luz verde? 
Resposta 
500 nm 
E = h.c/ʎ → (6,626 x 10-34 j.s x 2,998 x 10⁸ m.s-¹ ) / (500 x 10- ⁹ m) 
E= 3,97 x 10- ⁹J (E de 1 fóton) 
 
1 f 3,97x10-9J 
6,02 x 10²³ f _____ X 
X = 2,39 x 105 j (E de 1 mol de fótons) 
 
2) (0,75 ponto) Coloque os seguintes tipos de radiação em ordem crescente de energia por fóton: 
(a) Luz amarela de uma lâmpada de sódio 
(b) Raios X de um instrumento no consultório de um dentista 
(c) Microondas emitidas por um forno de micro-ondas 
(d) Ondas emitidas por uma estação de rádio FM 
(e) A radiação ultravioleta emitida pelo sol 
 
Resposta 
Como a energia é inversamente proporcional ao comprimento de onda, podemos 
resolver olhando o espectro eletromagnético (ʎ menor = E maior) 
a) Luz amarela ≈ 10 ̄ 6 m 
b) Raio X ≈ 10-10 m 
c) Microondas ≈ 10 ̄ 2 m 
d) Ondas de rádio ≈ 101 m 
 
Ordem crescente de energia = ordem decrescente de comprimento de onda 
 E = d > c > a > b 
 
 
 
 
 
3) (1,00 ponto) - Assinale V (verdadeira) ou F (falsa) para as questões relacionadas ao átomo de 
Böhr e faça as correções nas afirmações falsas. 
I. Quando o elétron recebe energia, salta para um nível mais energético. 
II. Quando o núcleo recebe energia, salta para um nível mais externo. 
III. Se um elétron passa do estado A para o estado B, recebendo X unidades de energia, quando 
voltar de B para A absorverá X unidades de energia na forma de ondas eletromagnéticas. 
IV. Quando um elétron passa de um estado menos energético para outro mais energético, emite 
energia na forma de ondas eletromagnéticas. 
V. Um elétron libera energia afastando-se do núcleo. Ao absorver energia, retorna para seu local 
anterior. 
 
Resposta 
I. Verdadeira 
II. Falsa, pois o núcleo não salta de um nível para outro, apenas os elétrons. 
III. Verdadeira 
IV. Falsa, pois para um elétron ir de um nível menos energético para um mais 
energético ele precisa receber energia, não devolver. 
 V.Falsa, quando o elétron se afasta do núcleo o elétron absorve energia e 
quando retorna para seu local anterior o elétron libera energia. 
 
 
4) (1,00 ponto) Calcule a energia liberada quando um elétron cai da quinta órbita de Bohr para o 
segundo nível de energia no átomo de hidrogênio. 
Resposta 
∆E = A ((1/n12) – (1/n22)) n2>n1 
 
∆E = 2,18 * 10-18 ((1/22) – (1/52)) 
 
∆E = 4,58 * 10-19 j 
 
5) (1,00 ponto) Tendo por base o modelo atômico atual, assinale falso ou verdadeiro para as 
afirmações abaixo e corrija as afirmações falsas 
( ) Os elétrons movimentam-se ao redor do núcleo em órbitas definidas de energia. 
( ) Um elétron, quando excitado, pode passar de um nível de energia para outro, através do salto 
quântico. 
( ) A massa do átomo não está igualmente distribuída em sua estrutura, concentrando-se na 
eletrosfera. 
( ) Átomos neutros no estado fundamental apresentam igual número de prótons e elétrons 
( )De acordo com a física moderna, a radiação eletromagnética é uma partícula e não uma onda 
Resposta 
Verdadeira 
Verdadeira 
Falsa, pois a massa do átomo se concentra no núcleo. 
Verdadeira 
Falsa, pois a radiação eletromagnética possui dualidade, ora é uma partícula ora é onda. 
6) (1,00 ponto) Assinale falso ou verdadeiro nas afirmativas abaixo e corrija as afirmativas falsas: 
( ) É possível calcular a velocidade e a posição de um elétron, num mesmo instante - Princípio da 
Certeza. 
( ) Um subnível comporta no máximo dois elétrons, com spins contrários. 
( ) Um nível comporta no máximo dois elétrons, com spins contrários. 
( ) Um orbital comporta no máximo dois elétrons, com spins contrários. 
( ) A teoria de Böhr do átomo é compatível com o princípio da incerteza de Heisenberg. 
 
 
 
Resposta 
Falsa, pois não é possível saber exatamente a posição que um elétron ocupa. 
Falsa, pois há subníveis que comportam mais elétrons, comportando no mínimo dois 
elétrons. 
Falsa, pois um nível comporta no mínimo dois elétrons. 
Verdadeira 
Falsa, pois Bohr dizia que era possível saber a posição exta do elétron e o princípio da 
incerteza trabalha com a probabilidade de se encontrar o elétron. 
 
7) (0,75 ponto) Indique quais são os números quânticos (n,l,m s) que representam o elétron 
assinalado abaixo e que está situado no subnível 4f. 
 
Resposta 
 
Número quântico principal: n = 4 
Número quântico secundário:ℓ = 3 
Número quântico magnético: m = -3 
Número quântico de spin: s = -1/2 
 
 
8) (0,75 ponto) Indique qual é o conjunto dos quatro números quânticos do elétron mais energético do 
átomo do elemento Ferro (Z = 26). 
 
 
Resposta 
 
n = 3; ℓ= 2; m = -2;s = +1/2. 
Primeiramente realizamos a sua distribuição eletrônica no diagrama de Pauling: 
O último subnível preenchido foi o 3d; 
Portanto, ele possui o número quântico principal igual a n = 3 e o secundário é ℓ = 2. 
Para descobrir o número quântico magnético e o do spin é preciso fazer a 
representação gráfica abaixo: 
Com isso, o número quântico magnético é m = -2 e o do spin é s = +1/2. 
 
9) (0,75 ponto) Indique a alternativa que representa um conjunto de números quânticos 
permitido. Justifique sua resposta. 
a) n = 3; ℓ = 0, m= 1; s = +1/2 
b) n = 3; ℓ = 4, m= 1; s = +1/2 
c) n = 3; ℓ = 3, m= 0; s = +1/2 
d) n = 3; ℓ = 2, m= 1; s = +1/2 
e) n = 4; ℓ = 0, m= 3; s = -1/2 
 
Resposta 
Alternativa “d” 
a) Não pode ser, porque se n = 3 e ℓ = 0 isso significa que o elétron em questão está no 
subnível 3s, portanto o único valor possível para m é 0, e não 1. 
 b) O valor máximo permitido para o ℓ é 3, não existe ℓ = 4. 
 c) Se n = 3 e ℓ = 3, isso quer dizer que o subnível teria que ser 3 f, e esse subnível não 
existe. 
 d) Correta. e) Se n = 4 e ℓ = 0, então o subnível é o 4s, e o único valor para m seria 0, e 
não pode ser 3. 
 
10) (1,00 ponto) Indique o elemento que corresponde a cada uma das configurações eletrônicas 
abaixo: 
a) 1s22s22p63s2 
b) [Ne] 3s23p1 
c) [Ar] 4s13d10 
 
Resposta 
a) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 2+2+6+2 = 12 e ̄ Z = 12 Mg 
 b) [Ne] 3s² 3p¹ 10+2+1= 13 e ̄ Z = 13 Al 
c) [Ar] 4s¹ 3d¹⁰ 18+1+10 = 29 Z = 29 Cu 
 
11) (1,00 ponto) Ordene os seguintes átomos no sentido decrescente de energia (ou potencial) de 
ionização, segundo sua posição na tabela periódica. Depois de ordenar de acordo com a posição 
destes elementos na tabela periódica, justifique sua resposta em função da energia necessária para 
remover um elétron de cada elemento em função da distribuição eletrônica (número quântico principal) 
e estrutura atômica (carga nuclear efetiva) de cada elemento: Si, Ca, Cr 
 
Resposta 
A energia de ionização, na tabela periódica, aumenta da esquerda para direita e de baixo para 
cima, sendo assim, Si > Cr > Ca 
Si -> n=3 
Cr e Ca -> n=4 
A energia necessária para retirar um elétron da última camada, está relacionada com a 
distribuição eletrônica, entre os átomos Si, Cr e Ca, o Si apresenta maior energia de ionização, 
pois possui 3 camadas eletrônicas, enquanto o Cr e o Ca possuem 4. Assim, há maior força de 
atração entre o núcleo e a eletrosfera, o que faz com que a energia necessária para retirar um 
elétron da última camada do Si seja maior. 
Entreo Cr e o Ca, o Cr possui maior carga nuclear efetiva, assim, apresenta energia de 
ionização maior que o Ca.