1097332 S3 004 Inorgân. I 1o NTI

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Instituto Federal de Educação - IFCE 
Curso de Licenciatura em Química 
Química Inorgânica I – S3 
Prof: Aristênio Mendes 
1º NTI – Unidades I e II – Química Nuclear - Átomo de 
Böhr – Estrutura do Átomo 
 
 
Questão 01: 
A síntese de elementos pesados ocorre em reações de captura de nêutrons e acredita-se que ocorria no 
interior de “estrelas frias”. Uma das reações é a conversão do zinco [ 30Zn68 ] a gálio [ 31Ga69 ] por captura de 
nêutron para formar o [ 30Zn69 ], o qual então sofre um decaimento β. 
a) Escreva as equações nucleares balanceadas para este processo. 
b) Usando a mesma seqüência de reações, represente a equação nuclear balanceada para a captura de um 
nêutron pelo átomo de 35Br80. 
 
Questão 02: 
Escreva equações balanceadas para as seguintes reações nucleares, mostrando emissão do excesso de 
energia como um fóton de radiação eletromagnética . 
a) N14 + He4 para produzir O17 
b) C12 + +1p1 para produzir N13 
c) N14 + 0n1 para produzir C12 e H3 (trítio radiativo na atmosfera superior) 
 
Questão 03: 
Uma possível fonte de nêutrons para o processo de captura de nêutrons é a reação do Ne22 com partículas α 
para produzir o Mg25 e nêutrons. Escreva a equação balanceada para esta reação nuclear. 
 
Questão 04: 
A massa do íon 3Li+ é 7,014359. Calcule a energia de ligação deste nuclídeo. 
Dados: 
massa do próton = 1,007276u 
massa do nêutron = 1,008665u 
massa do elétron = 0,000549u; 
1 u = 931Mev 
 
Questão 05: 
Com base nos seguintes valores de massas atômicas: H1 = 1,00782u ; H2 = 2,01410u ; H3 = 3,01605u 
e considerando a massa do nêutron n = 1,008665u, calcule a energia liberada por mol em cada uma das 
reações nucleares possibilitadas num processo de fusão controlado. 
a) 1H2 + 1H3  2He4 + 0n1 
b) 1H2 + 1H2  2He3 + 0n1 
c) 1H2 + 2He3  2He4 + 1H1 
 
Questão 06: 
Uma amostra radiativa de potássio, cujo (Z = 19 e A = 40) foi colocada em um bloco de chumbo com uma 
abertura. O feixe de radiações produzido pela amostra atravessou perpendicularmente um campo elétrico 
gerado entre as duas placas metálicas. Observou-se que houve separação do feixe, sendo que uma parte 
do mesmo foi atraída pela placa carregada positivamente e, a outra parte não sofreu desvio. Baseando-se 
nestes resultados, represente a reação nuclear com os produtos dessa desintegração radiativa. 
 
 
 
 
 
 
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Questão 07: 
Complete e faça o balanceamento das seguintes equações nucleares fornecendo a partícula ou nuclídeo 
que falta. 
 
a) 27Co56  26Fe56 + ....... 
 
b) 94Pu241  95Am241 + ........ 
 
c) 36Kr89  36Kr88 + .......... 
 
d) 16S32 + 0n1  ........ + +1p1 
 
e) 4Be7 + -1e0 (elétron do orbital)  ........... 
 
f) 21Sc45 + 24  22Te48 + ........... 
 
g) 5B10 + .......  7N13 + 0n1 
 
h) 3Li6 + 1D2  3Li7 + ........... 
 
i) 37Rb85 + 0n1  36Kr85 + .......... 
 
j) 11Na23 + 1D2  11Na24 + .......... 
 
l) 27Co59 + ......  25Mn56 + 24 
 
m) 96Cm246 + .......  102No254 + 4(0n1) 
 
 
Questão 08: 
O símbolo 6C12 (, n) é utilizado para indicar uma reação nuclear, na qual uma partícula  colide com um 
núcleo de C-12 para formar outro átomo e emitir um nêutron. Escreva as equações nucleares para os 
seguintes processos: 
a) 13Al27 (, ?)  14Si30 d) 92U238 ( n,  )  92U239 
 
b) 9F19 (, ?)  11Na22 e) 7N14 (p , )  6C11 
 
c) 4Be9 (, ?)  6C12 f) 8O18 (n, β)  9F19 
 
Questão 09: 
O isótopo do elemento químico fósforo 15P32 tem grande importância bioquímica e pode ser obtido através 
do bombardeamento do outro isótopo 15P31 usando dêuterons de 10 milhões de volts procedentes de um 
ciclotron. Mostre a reação que representa esta transmutação. 
 
Questão 10: 
O isótopo 90Th232, após várias emissões sucessivas, transformou-se em 86Rn220. Qual o número de 
partículas ““ e ““ que foram emitidas nesta transmutação? 
 
Questão 11: 
Um átomo 89X emitiu partículas alfa e beta e se transformou em 86Y com perda de 13 nêutrons. Determine o 
número de partículas α e  emitidas no processo. 
 
Questão 12: 
A transmutação artificial ocorre pelo bombardeio de núcleos estáveis com projéteis que provocam a 
instabilização formando um nuclídeo capaz de atingir a estabilidade pela missão radiativa. O 13Al27, por 
bombardeio, originou um radioisótopo e uma partícula alfa. O radioisótopo obtido, por emissão , converteu-
se no 12Mg24. 
a) Qual o projétil empregado no bombardeio? 
b) Mostre as equações do processo 
 
 
 
 
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Questão 13: 
A bomba atômica detonada em Hiroshima em 06/08/45, continha urânio (U-235). A bomba atômica de 
Nagasaki, detonada em 09/08/45, continha plutônio (Pu-239). Quantos prótons e nêutrons cada um destes 
nuclídeos apresenta? Qual a relação n/p+ de cada isótopo? Dados: 92U235 e 94Pu239 
 
Questão 14: 
Calcule a quantidade de energia liberada, em quilojoules por grama de reagentes, em: 
a) Um reator de fusão nuclear 1H2 + 1H2  2He4 
b) Um reator de fissão nuclear 92U235  38Sr90 + 58Ce144 + 0n1 + 4 (-1β0) 
 
Questão 15: 
Sabendo-se que as famílias radiativas terminam nos átomos de chumbo Pb206 ; Pb207 e Pb208 e usando o 
número de massa de acordo com as seguintes expressões: 
Série do Urânio [ A = 4k + 2 ] 
Série do Actíneo [ A = 4k + 3 ] onde k é um número inteiro 
Série do Thório [ A = 4k ] 
Pergunta-se: 
a) A que família ou série radiativa pertence um átomo de polônio, cujo Z = 84 e A = 212. 
b) Consultando o esquema que representa a série radiativa do urânio, verifica-se que no final este se 
estabiliza formando o chumbo 82Pb206. Quantas partículas α e  deverão ser emitidas neste decaimento? 
 
 
 
Unidade II – Estrutura Eletrônica do Átomo 
 
 
Questão 16 
Calcular a energia em (joules) e a freqüência em (Hz) do fóton dos raios X e a do fóton dos raios gama, 
sabendo-se que os seus comprimentos de onda são respectivamente: 1 = 0,01Å e 2 = 0,001Å. 
[Dados: h = 6,62 x 10-34 joule.s ; 1Å = 10-10m e c = 3 x 108m/s] 
 
Questão 17: 
Calcular o quantum de energia transportada por um fóton na propagação de uma radiação luminosa de 
comprimento de onda 0,6. Expressar a energia em ergs. 
[Dados: h = 6,62 x 10-27ergs.s e 1 = 10-6m e c = 300.000km/s] 
 
Questão 18: 
Usando a equação de Bohr, determine o comprimento de onda, em nanômetros, da linha na série de 
Balmer resultante de uma transição eletrônica a partir do nível de n = 4. 
 
Questão 19: 
Calcule o potencial de ionização, em elétron-volts, para a retirada do elétron do átomo de hidrogênio, 
quando se encontrar 2º estado excitado. 
 
Questão 20: 
Calcule a energia de ionização, em kJ/mol, para a retirada de um elétron do átomo de hidrogênio no 
primeiro estado excitado. 
 
Questão 21: 
No átomo de sódio, há dois estados que diferem em energia por 203,1kJ/mol quando ocorre uma transição 
eletrônica do estado superior para o estado inferior, com a energia liberada sob a forma de luz amarela. 
Para esta luz, calcule: 
a) O comprimento de onda , em nanômetros. 
b) A freqüência em oscilações por segundo. 
 
 
 
 
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Questão 22: 
Uma luz de comprimento de onda 670,8nm é liberada numa transição eletrônica no átomo de lítio. Qual a 
quantidadede energia em kJ/mol é produzida? [ Dados: h = 6,62 x 10-34J.s ; c = 3 x 108m/s ] 
 
Questão 23: 
Determine o comprimento de onda, em nanômetros, da linha na série de Lyman resultante de uma transição 
de n = 2 para n = 1, usando a equação de Böhr. 
 
Questão 24: 
Na série de Paschen, com o espectro do átomo de hidrogênio, resultam transições eletrônicas de n > 3 
para n = 3. Calcule o comprimento de onda , em nm, de uma linha nesta série que resulte para uma 
transição de n = 5 para n = 3. 
 
Questão 25: 
Uma estação de rádio FM transmite na freqüência de 106,5MHz. Qual é o valor de  destas ondas de rádio, 
em metros? [Dados: 1MHz = 106 s-1] 
 
Questão 26: 
Um fóton de luz verde tem comprimento de onda de 540,0nm. Calcule 
a) A freqüência em s-1 
b) A diferença de energia Esup – Einf em J/fóton 
c) A diferença de energia Esup – Einf em kJ/mol 
 
Questão 27: 
O elétron do átomo de hidrogênio, que se encontrava no estado fundamental, foi incidido por um fóton e 
ficou no estado excitado. Em seguida, retornou à sua órbita natural ao emitir o fóton de energia 3.122eV. A 
qual série espectral pertence esta radiação eletromagnética emitida por este átomo de hidrogênio e qual o 
comprimento de onda em Angstron desta radiação? 
Dados: { h = 6,62 x 10-34J.s ; c = 3 x 108m/s ; 1A = 10-10m ; 1eV = 1,6 x 10-19J } 
 
Questão 28: 
O elétron do átomo de hidrogênio, no estado fundamental, é incidido por uma energia de 12,75eV. Em vista 
do fato, determine: 
a) Para que nível saltará este elétron do átomo de hidrogênio? 
b) Atingido o nível do item anterior, o elétron retorna ao estado inicial e emite uma energia. Qual o valor 
desta energia em joule/fóton? 
c) Qual a freqüência e o comprimento de onda, em Ângstron, desta radiação emitida? 
 
Questão 29: 
Sem consultar os valores de , estabeleça uma ordem crescente de energia para as seguintes formas de 
radiações eletromagnéticas: raios ultravioletas, ondas de rádio, raios X, raios infravermelhos e raios gamas. 
 
Questão 30: 
A quais das seguintes espécies se aplica a teoria de Böhr? Que são hidrogenóides? 
a) H b) H+ c) He d) He+ e) Li f) Li+ g) Li2+ h) Li3+ 
 
Questão 31: 
Qual o comprimento de onda de De Broglie para um elétron que se que se desloca 4,0 x 104m/s? 
Dados: massa do elétron = 9,1 x 10-31kg e 1J = 1kg.m2.s-2 
 
Questão 32: 
Calcule o comprimento de onda de um elefante de massa 4,5 toneladas, que caminha 1,0 metro a cada 
segundo. Comente a natureza da onda do elefante, dada a constante [ h = 6,62 x 10-34kg.m2.s-1 ] 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Questão 33: 
Quais das seguintes configurações eletrônicas são válidas para átomos no estado fundamental? Quais as 
que correspondem a átomos no estado excitado? Quais são as configurações impossíveis? 
A. [He] ; 2s2 D. [He] ; 2s2 ; 2p5 ; 3s1 
B. 1s1 ; 2s1 ; 2p5 ; 3s1 E. [Ar] 4s1 ; 3d5 
C. [He] ; 2s2 ; 2p4 ; 2d1 ; 3s1 F. [Ar] ; 4s1 ; 3d10 ; 4p1 
 
Questão 34: 
Qual o número atômico de um elemento químico sabendo-se que, em seu átomo, a configuração eletrônica 
apresenta uma camada com 32 elétrons e outra com 3 elétrons? 
 
Questão 35: 
Suponha que o número quântico spin possa ter os valores – ½ ; 0 ; + ½ e que as regras sobre os valores 
dos demais números quânticos e ordem de preenchimento permaneçam inalteradas. 
a) Qual seria o número máximo de elétrons de um subnível s ? um subnível p ? um subnível d ? 
b) Quantos elétrons poderiam ser acomodados no nível n = 3 ? 
c) Qual seria a configuração eletrônica do elemento com número atômico X = 8 ? e do Y = 43 ? 
 
Questão 36: 
Para um elemento hipotético de número atômico Z = 119, determine: 
a) Sua configuração eletrônica por níveis e subníveis mais provável; 
b) Os valores dos números quânticos: principal, secundário e magnético do último elétron. 
c) Sua configuração eletrônica, supondo que os números quânticos de spin possam assumir os seguintes 
valores + ½ ; 0 ; - ½ , mantendo-se inalteradas as regras que governam tanto os valores dos outros 
números quânticos, quanto a ordem de preenchimento dos subníveis. 
 
Questão 37: 
Represente as configurações eletrônicas para as seguintes espécies [ 7N ; 13Al ; 21Sc ; 26Fe2+ ; 26Fe3+ ]. 
Use o princípio de aufbau, destacando apenas os elétrons complementares à configuração de um gás 
nobre. Quantos elétrons desemparelhados existem em cada uma dessas partículas isoladas? 
 
Questão 38: 
Um cátion [ M ]3+ apresenta para o seu último elétron o seguinte conjunto dos números quânticos: [ n = 3 ; 
 = 1 ; m = 1 ; ms = + ½ ]. A partir desta informação, determine o número atômico do elemento. 
 
Questão 39: 
As propriedades magnéticas dos átomos dependem da configuração eletrônica: Para qual das espécies 
abaixo seria de esperar um comportamento paramagnético ou diamagnético, supondo estarem no estado 
fundamental e com as espécies no estado gasoso? 
a) 22V2+ b) 29Cu+2 c) 24Cr3+ d) 47Ag1+ e) 46Pd 
 
Questão 40: 
Todos os lantanídeos formam compostos estáveis, contendo carga +3. Nas poucas formas iônicas 
conhecidas, o cério 58Ce forma compostos iônicos com carga 58Ce4+ mais estáveis e o európio 63Eu forma 
compostos 63Eu2+ mais estáveis. Explique estas formas iônicas não usuais em termos de configurações 
eletrônicas dos íons. 
 
“Texto exclusivo extraído do livro Elementos de Química Inorgânica 
Autor: Prof: Aristênio Mendes” 
 
1) Este NTI deverá ser entregue no dia da 1ª Avaliação Parcial. 
2) Usar folhas de papel tamanho ofício ou almaço. (Não será aceito em folha de 
caderno).