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INSTITUTO DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA 1 Núcleo de Química Geral CADERNO DE EXERCÍCIOS QUÍMICA GERAL Núcleo de Química – Centro universitário de Belo Horizonte INSTITUTO DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA 2 Núcleo de Química Geral Sumário Orientações aos alunos .................................................................................................................................................. 3 PLANO DE ENSINO ................................................................................................................................................... 5 METODOLOGIA: ................................................................................................................................................ 5 BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR......................................................................................................................... 6 Fundamentos de Matéria – Questões Abertas ............................................................................................................... 7 Questões sobre Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos ....................................................................................... 10 Questões sobre Ligações Químicas e Forças Intermoleculares ................................................................................... 27 Questões sobre Estequiometria e Soluções ................................................................................................................. 39 Reações Químicas e Estequiometria – Questões Abertas ........................................................................................... 62 Questões sobre as aulas de Laboratório ...................................................................................................................... 79 Aulas Práticas – Questões Abertas .............................................................................................................................. 83 Gabarito ...................................................................................................................................................................... 88 INSTITUTO DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA 3 Núcleo de Química Geral Orientações aos alunos Seja organizado Tenha em mãos tudo aquilo que você precisa para o acompanhamento das aulas: calculadora, tabela periódica, caderno, livro indicado pelo professor. Anote o dia da prova e, a partir desse momento, você deve realizar uma programação para saber quantas páginas deve estudar por dia. Fique de olho na agenda Toda semana há algum material que deve levar para as aulas. Portanto, nunca vá para as aulas sem conferir o material. Faça perguntas Você pode aprender muito mais perguntando e não levando dúvida para casa. Todos ganham fazendo perguntas . Use o seu livro texto Não há como aprender no ensino superior sem o uso do livro texto. Na biblioteca existe uma variedade de livros que são também utilizados em outras universidades. Sem eles você provavelmente ficará com o conhecimento muito aquém do mínimo necessário. O livro texto: QUÍMICA: A CIÊNCIA CENTRAL está disponível na biblioteca virtual. Elabore questões Faça suas próprias questões para que você mesmo possa respondê-las utilize também as questões do seu livro e com isso identifique o que você sabe e o que não sabe. Ensine a outros Quando você ensina um colega você elabora um pensamento para explicar algum exercício ou conceito. Isso faz com que você aprenda ainda mais e facilita a percepção do que você realmente aprendeu e o que não aprendeu. Atenção às aulas A atenção às aulas diminui seu esforço fora da sala de aula. Durante as aulas você deve aproveitar para anotar, fazer perguntas e sempre deixar a matéria em dia. INSTITUTO DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA 4 Núcleo de Química Geral Organize notas e resumos Boas anotações em aula são de grande valor. Essa sistemática de anotações de aula é muito difundida mundo afora e é altamente eficiente. Você pode utilizar o seguinte modelo: Tópicos/Asssuntos Estudante Professor Disciplina Data Anotações Perguntas Palavras-chave Ideias Principais Observações/Resumo Leia antes das aulas Essa orientação é de uma eficácia excepcional. Você não precisa estudar a matéria e sim somente dar uma lida antes das aulas. Nosso cérebro retém mais conhecimento se já existir um conhecimento prévio do assunto a ser estudado. É disponibilizada aos seus alunos, um sistema de monitoria virtual presente no sol. Você pode acessar em disciplinas à distância, prosseguir e em seguida monitoria de química. Esse acesso pode ser realizado em casa ou no trabalho e em qualquer horário. Os exercícios utilizados nesse material são os mesmos gravados na monitoria on line. Você pode assistir quantas vezes quiser. Aproveite para aprender ainda mais!!!! INSTITUTO DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA 5 Núcleo de Química Geral PLANO DE ENSINO DISCIPLINA: Química Geral CARGA HORÁRIA: 80h/a CURSO: Engenharia SEMESTRE: 2013/2 TURNO(S): Manhã e Noite PERÍODO: Módulo A ( Ciclo 1) PROFESSOR(A): EMENTA: Ciência e química. Matéria: estrutura e tipos. Átomo: constituição e características. Tipos de substâncias. Ligação química. Soluções. Reações químicas. Processos espontâneos e eletroquímicos. Corrosão. OBJETIVO GERAL: Desenvolver habilidades por parte dos alunos no que diz respeito ao reconhecimento e compreensão dos materiais e dos fenômenos físicos e químicos relacionados aos mesmos. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: 1. Promoverconhecimentos e habilidades básicas em química, sendo eles teóricos e práticos. 2. Relacionar os conceitos fundamentais da química com os contextos de aplicação dos cursos. 3. Promover o contato inicial com materiais, aparelhos,substâncias químicas e técnicas utilizados rotineiramente em laboratórios químicos. 4. Relacionar os assuntos lecionados nas aulas teóricas e práticas. 5. Buscaratitudes adequadas, linguagem específica e desenvolver o interesse científico dos alunos. 6. Participar do processo de formação profissional do aluno. METODOLOGIA: 1. Aulas expositivas e dialogadas, utilizando recursos audiovisuais 2. Aulas práticas 3. Resolução de exercícios em aula e extraclasse para fixação dos conteúdos. 4. Apresentação de seminários CONTEÚDO PROGRAMÁTICOUnidades CH Subunidades 1. Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 08 1.1 Matéria: estrutura, tipos e propriedades 1.2 Modelo de Bohr 1.3 Configurações 1.4 Propriedades Periódicas 2. Ligações Químicas 08 2.1 Iônica 2.2 Covalente 2.3 Metálica 3. Forças intermoleculares 02 3.1 Sólidos 3.2 Líquidos 3.3 Gases 4. Estequiometria 18 4.1 Mol e Cálculos Estequiométricos 4.2 Soluções: unidades de concentração - %, g/L e mol/L 4.3 Reações: balanceamento por tentativa INSTITUTO DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA 6 Núcleo de Química Geral 5. Tópicos Especiais 04 1.1 Polímeros 1.2 Cristais Líquidos 6. Aulas Práticas 40 P.1 Introdução ao Laboratório P.2 Reagentes P.3 Teste de Chama P.4 Aquecimento e Medida de temperatura P.5 Determinação da Densidade da gasolina P.6 Reações e Equações químicas P.7 Preparo de Soluções P.8 Estequiometria: decomposição térmica do NaHCO3 AVALIAÇÃO D.A.D. (Desempenho nas Atividades Desenvolvidas): 40 pontos. Apresentação dos trabalhos interdisciplinares de graduação (TIG): 10 pontos. A.I.A. (Avaliação Intermediária de Aprendizagem): 25 pontos. A.F. (Avaliação Final): 25 pontos. Exigência mínima para aprovação: 70 pontos BIBLIOGRAFIA BÁSICA 1. BROWN, Theodore L. et al. Química: a ciência central. 9. ed. Rio de Janeiro: Pearson Prentice Hall, 2005. 972 p. 2. RUSSELL, John Blair. Química geral. 2.ed. São Paulo: Makron Books, 1994. 2v. 3. BRADY, James E. Química: a matéria e suas transformações. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009. 2v. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR 1. KOTZ, John C. Química geral e reações químicas. São Paulo: Cengage Learning, 2010. 2. BRADY, James E. Quimica geral. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1986. 2v. 3. HEIN, Morris. Fundamentos de química geral. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, c1998. 4. ATKINS, P. W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3. ed. Porto Alegre: 5. Bookman, 2006. 965 p. 6. Brown, Lawrence S.; Holme, Thomas A. Química geral aplicada à engenharia. São Paulo: Cengage Learning, 2009. 7. Professor (A) Coordenador(a) Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 7 Núcleo de Química Geral Fundamentos de Matéria – Questões Abertas QUESTÃO 1: Um geólogo retirou uma amostra de uma jazida de aproximadamente 100 L para verificar se era de ouro, resolveu derretê-la e pesá-la em um cadinho obteve como resultados: Peso do cadinho = 100 g Peso do cadinho com metal derretido = 293 g Volume do metal derretido = 10,0 mL. Dados: Densidade do ouro é de 19,3 g/mL Densidade da pirita é de 5,1 g/mL a) Determine de qual elemento é feito a amostra. b) Determine o peso total do veio desse mineral. QUESTÃO 2: Sabendo-se que a densidade de um corpo é uma relação entre sua massa e o volume ocupado por ele, responda às questões abaixo: a) Um cubo de um metal possui 1,5 cm de aresta e massa de 108,96 g, à temperatura de 20⁰C. Qual a densidade, em g/cm3, deste metal a esta temperatura? Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 8 Núcleo de Química Geral b) A densidade do titânio metálico é de 4,51 g/cm3 à temperatura de 25⁰C. que massa deste metal desloca 65,8 mL de água à mesma temperatura? c) A densidade do benzeno, a 15⁰C é de 0,8787 g/mL. Calcule a massa de 0,750 L de benzeno a essa temperatura. QUESTÃO 3: Visando estudar as propriedades de um material sem rótulo, um estudante pegou uma pequena alíquota no estado líquido e a aqueceu monitorando, em intervalos fixos de tempo a variação da temperatura. Os dados foram coletados e colocados na Tabela 1 abaixo: Tabela 1: Variação da temperatura em função do tempo da amostra submetida a aquecimento ao nível do mar. Temperatura ( o C) 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 97 97 97 97 Tempo (min) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Já era de conhecimento do estudante que o material analisado poderia ser composto por apenas uma das seguintes substâncias: água, etanol, 1-propanol, 2-propanol ou acetona. O experimento foi feito ao nível do mar, e, de posse dos seguintes dados, o estudante discutiu os resultados da análise feita: Tabela 2: Dados de temperatura de ebulição: Água Etanol 1-propanol 2-propanol acetona 100 o C 78 o C 97 o C 82 o C 56 o C Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 9 Núcleo de Química Geral a) Faça o gráfico de Temperatura x tempo e determine a(s) mudança(s) de fase envolvida(s) em cada intervalo de tempo do processo. b) Qual é a substância analisada pelo estudante? Justifique sua resposta. QUESTÃO 4: (UNICAMP 2000) Diversas evidências experimentais mostram que somos capazes, em média, de segurar por certo tempo um frasco que esteja a uma temperatura de 60˚C sem nos queimarmos severamente. Suponha uma situação em que dois béqueres, contendo cada um deles uma solução diferente (X e Y), tenham sido colocados sobre uma chapa elétrica de aquecimento que está à temperatura de 100˚C. A temperatura de ebulição das soluções é, respectivamente, 50 e 120˚C. Após certo tempo de contato com a chapa, qual dos frascos poderá ser tocado com a mão sem que se corra o risco de sofrer queimaduras? Justifique sua resposta. Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 10 Núcleo de Química Geral Questões sobre Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos QUESTÃO 5: Por volta de 1910, Ernest Rutherford decidiu testar o modelo atômico proposto por Thomson. Anteriormente ele havia descoberto que os raios alfa (α) eram partículas positivamente carregadas, e, que possuíam a mesma massa dos átomos de hélio (He). No experimento de Rutherford, um feixe de partículas foi dirigido contra uma lâmina finíssima de ouro; e seus colaboradores, Geiger e Marsden, observaram que um grande número dessas partículas atravessava a lâmina sem sofrer desvios, mas que certo número de partículas sofria desvios muito acentuados. Este resultado levou Rutherford a elaborar uma nova proposta de modelo atômico,propondo a existência de um núcleo de carga positiva, de tamanho reduzido e concentrava praticamente toda a massa do átomo. Assinale a alternativa que apresenta o resultado que seria esperado para o experimento de acordo com o modelo de Thomson. a) A maioria das partículas atravessaria a lâmina de ouro sem sofrer desvios, e um pequeno número sofreria desvios muito pequenos. b) A maioria das partículas sofreria grandes desvios ao atravessar a lâmina, e um pequeno ficaria incrustado sobre a lâmina. c) A maioria das partículas seria repelida pela lâmina, sem conseguir atravessá-la. d) A totalidade das partículas atravessaria a lâmina de ouro sem sofrer desvios. QUESTÃO 6: O próton, partícula do átomo de carga contrária a do elétron, foi identificado em 1919 pelo neozelandês Rutherford. Pode-se afirmar que, quanto as suas características, os prótons são: a) partículas positivamente carregadas com massa significante. b) partículas neutras com massa significante. c) partículas negativamente carregadas com massa insignificante. d) partículas positivamente carregadas com massa insignificante. QUESTÃO 7: Considerando a descoberta das partículas sub-atômicas, como a descoberta do elétron por Joseph Thompson, num tubo de vidro denominado de Ampola de Crookes e a descoberta do próton, por Eugen Goldstein, no interior da ampola de descarga em gases rarefeitos, vários modelos atômicos foram propostos, definindo os prótons e os elétrons no átomos. À medida que determinados fatos experimentais foram sendo observados, o conhecimento sobre estrutura atômica evoluiu, gerando a necessidade de proposição de modelos atômicos com características que os explicassem. Face ao exposto correlacione os Modelos Atômicos abaixo com as características do modelo atômico proposto: Modelos Atômicos: I- Bohr II- Thompson III- Dalton IV- Rutherford Características do modelo atômico: 1. Átomos com núcleos denso positivo, rodeado pelos elétrons em órbitas circulares. 2. Átomos com elétrons movimentando-se ao redor do núcleo em trajetórias circulares Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 11 Núcleo de Química Geral com energia quantizada. 3. Átomos como uma esfera positiva onde estão distribuídas, as partículas negativas. 4. Átomos maciços e indivisíveis. A alternativa que apresenta a associação CORRETA entre o modelo atômico e as características dos modelos é: a) I-2, II-3, III-4, IV-1 b) I-1, II-2, III-4, IV-3 c) I-1, II-4, III-3, IV-2 d) I-2, II-4, III-3, IV-1 QUESTÃO 8: Uma lâmpada de rua, que contém sódio ou mercúrio, emite luz quando os átomos são excitados. A luz que enxergamos, resulta, então, de quais dos seguintes motivos? Responda com base nas alternativas a seguir: I. Há movimento de elétrons de um nível de energia para outro II. Elétrons são removidos do átomo, criando, portanto um cátion metálico. III. Há movimento de elétrons entre um determinado nível eletrônico e outro com n menor. a) Somente I é correta b) I e II são corretas c) I e III são corretas d) II e III são corretas QUESTÃO 9: Os diferentes modelos atômicos nos dão uma clara demonstração de que a ciência está em constante transformação, ela não mais pode ser entendida como algo pronto e fechado. O ilustre físico dinamarquês Niels Bohr aperfeiçoou o modelo atômico de Rutherford e estabeleceu um modelo a partir de seus próprios postulados como a existência de níveis ou camadas de energia. O esquema representa níveis energéticos eletrônicos de um determinado átomo, estando indicados os valores das energias de alguns deles. Em relação ao modelo de Bohr é INCORRETO afirmar que : a) Na transição do nível E4 para o nível E2, haverá emissão de energia; b) A energia liberada na transição E1 → E3 equivale a 130 kcal/mol c) O elétron absorve energia para passar de uma órbita interna para outra mais externa. d) Cada elétron só pode ter determinada quantidade de energia, por isso ela é quantizada. Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 12 Núcleo de Química Geral QUESTÃO 10: Um dos conceitos centrais da química é o do átomo. Como é sabido, a preocupação com a essência da matéria fez parte da filosofia da Grécia antiga e foi nessa época que se postulou a noção de átomo, entendido como a partícula indivisível que faria parte da estrutura de todos os materiais. De antanho até nossos dias, o conceito de átomo foi refinado por muitas teorias, que utilizaram diversos dados empíricos e modelos conceituais distintos. Apesar das teorias descreverem e explicarem a estrutura do átomo de maneiras variadas, o conceito de átomo permanece fundamental à ciência química. Trecho extraído de Quím. Nova vol.23 n.6 São Paulo Dec. 2000 A respeito da estrutura atual do átomo pode se afirmar que: a) O átomo caracteriza o elemento químico, sendo este denso, indivisível, indestrutível e maciço. b) O átomo é formado por uma única região, onde são encontradas outras partículas, sendo que a subpartículas de carga positiva possui massa desprezível. c) O átomo é formado por subpartículas atômicas, tais como os prótons, elétrons e nêutrons, sendo que a subpartículas de carga negativa possui massa desprezível. d) O átomo é formado por subpartículas atômicas, tais como os prótons, elétrons e nêutrons, sendo estas subpartículas de massas desprezíveis. e) O átomo é formado por um núcleo, onde se encontra os prótons, elétrons e nêutrons, sendo estas subpartículas de massa desprezíveis. QUESTÃO 11: O oxigênio, indispensável à vida na Terra, é um dos elementos mais abundantes na natureza, sendo encontrado na proporção de 21%, em volume, no ar atmosférico. Combina-se com qualquer elemento, com exceção dos gases nobres, constituindo-se em um dos mais poderosos oxidantes. Uma das formas de obtê-lo puro, em laboratório, é através da reação de pirólise ou decomposição por aquecimento, podendo o KCℓO3 ser utilizado nesse processo, de acordo com a reação não balanceada abaixo: KCℓO3 KCℓ+O2 Com relação aos elementos potássio, cloro e oxigênio, e à reação acima, podemos afirmar que: a) O potássio (K) apresenta menor raio atômico do que o cloro (Cℓ). b) Os elementos ( potássio, cloro e oxigênio) pertencem às famílias dos metais alcalinos, halogênios e calcogênios, respectivamente. c) O potássio (K) e o cloro (Cℓ) possuem elétrons distribuídos até o terceiro nível. d) Os átomos 19K 39 e o •8 16 apresentam, respectivamente, 20 e 10 nêutrons. e) O potássio (K) e o cloro (Cℓ) são elementos metálicos. QUESTÃO 12: Ao longo dos anos, as características atômicas foram sendo desvendadas pelos cientistas. Foi um processo de descoberta no qual as opiniões anteriores não poderiam ser desprezadas, ou seja, apesar de serem ideias ultrapassadas, fizeram parte do histórico de descoberta das características atômicas. Abaixo você tem a relação de algumas características atômicas: I. Átomo como partícula descontínua com eletrosfera dividida em níveis de energia. II. Átomo como partícula maciça indivisível e indestrutível. III. Átomo como modelo probabilístico sem precisão espacial na localização do elétron. IV. Átomo como partícula maciça com carga positiva incrustada de elétrons. V. Átomoformado por núcleo positivo com elétrons girando ao seu redor na eletrosfera. Marque a alternativa que corresponde cronologicamente à evolução do modelo atômico: a) II – IV – I – III – V b) II – IV – V – I – III Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 13 Núcleo de Química Geral c) III – I – V – IV – II d) IV – I – V – III – II e) IV – V – II – I – III QUESTÃO 13: Quando o conceito de tabela periódica é apresentado, são apontadas diversas observações sobre o comportamento dos átomos, como por exemplo, a alta reatividade dos elementos localizados na coluna 17 e a inércia dos gases nobres. Estas observações estão relacionadas às chamadas propriedades periódicas que mostram uma conexão entre a tabela periódica e a configuração eletrônica dos átomos. Tendo em mente as definições das propriedades periódicas conhecidas, marque a opção que indica corretamente quais das afirmativas abaixo são falsas, e quais são verdadeiras: I. A energia de ionização é uma propriedade periódica porque a configuração eletrônica de um átomo no estado fundamental é uma propriedade periódica. II. A energia de ionização geralmente aumenta de cima para baixo dentro de uma coluna da tabela periódica. III. Quando um átomo perde um elétron, torna-se um íon de carga positiva. IV. A energia de ionização é a energia necessária para remover de um átomo em fase gasosa o elétron mais externo. V. A energia de ionização geralmente aumenta da esquerda para a direita ao longo de um período da tabela periódica. a) V; V; F; F; F. b) F; F; V; V; V. c) F; V; F; V; F. d) F; F; F; F; V. e) F; V; F; V; V. QUESTÃO 14: À medida que a estrutura dos átomos estava sendo deduzida, experimentos mostraram que o átomo inicialmente compacto e indivisível, possuía separação de cargas. Em seguida, sugeriu-se que o átomo seria formado por um núcleo carregado positivamente, enquanto os elétrons em torno da parte externa teriam carga negativa. No entanto, este último modelo é desconcertante, pois a atração entre partículas carregadas opostamente parecia indicar que os elétrons deveriam entrar em colapso com o núcleo carregado positivamente. Bohr propôs um novo modelo que corrigiu estes problemas supondo que: a) Os elétrons no átomo de Bohr não sentiam atração pelo núcleo, pois a velocidade de giro em torno do núcleo minimiza o efeito atrativo entre partículas de cargas opostas. b) O átomo de Bohr sugere a existência de partículas neutras entre os prótons e os elétrons que bloqueiam a atração mútua. c) Para Bohr os elétrons ocupam orbitas estáveis das quais eles não podem se desviar sem absorver ou emitir certas quantidades de energia. d) O modelo atômico de Bohr descarta a ideia de movimento de elétrons ao redor do núcleo do átomo. e) Bohr propõe que os elétrons se comportam como ondas e, portanto não são atraídos por outras partículas que possam formar o átomo. QUESTÃO 15: As argilas fazem parte da constituição mineralógica dos solos. Dentre elas destaca-se a vermiculita, uma argila de fórmula química (MgFe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2·4H2O, largamente utilizada na construção civil e na agricultura. Com relação aos elementos magnésio, ferro, alumínio, silício, hidrogênio e oxigênio, é correto afirmar: a) O magnésio (Mg) apresenta raio atômico menor do que o silício (Si). b) Alumínio (Al) e silício (Si) tem o mesmo raio atômico, pois apresentam o mesmo número de Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 14 Núcleo de Química Geral níveis eletrônicos preenchidos. c) Os cátions Al3+ e Mg2+ são isoeletrônicos. d) Dentre os elementos citados, o ferro (Fe) é o que apresenta maior energia de ionização. e) Os elementos magnésio e oxigênio pertencem, respectivamente, às famílias dos alcalinos terrosos e halogênios. QUESTÃO 16: Dissolva NaCℓ (cloreto de sódio) em água. Em seguida, mergulhe um pedaço de madeira na solução, retire-o e deixe secar. Ao queimá-lo aparece uma chama amarela. Este fenômeno ocorre porque: a) o calor transfere energia aos elétrons desta substância, fazendo com que eles se desloquem para níveis energéticos mais altos, desta maneira os elétrons se matem estáveis e emitem luz. b) o calor transfere energia aos elétrons desta substância, fazendo com que eles se desloquem para níveis energéticos mais baixos, ficando mais estáveis e emitindo luz na cor característica do elemento. c) o calor fornecido pelos elétrons é absorvido e emitido na forma de luz, pelo átomo que apresenta uma maior estabilidade energética devido à absorção de energia excedente. d) os elétrons para não se deslocarem do seu nível energético, ao receberem energia na forma calor, emitem luz na cor equivalente ao elemento presente que fica menos estável neste processo. e) o calor transfere energia aos elétrons desta substância fazendo com que eles se desloquem para níveis energéticos mais altos; quando estes elétrons excitados voltam a níveis energéticos inferiores, eles devolvem a energia absorvida sob forma de luz. QUESTÃO 17: Sabendo-se que as configurações eletrônicas são realizadas na ordem crescente das energias dos subníveis dos elementos e que podem ser adquiridas na tabela periódica ou no diagrama de Linnus Pauling, considere as configurações eletrônicas dadas a seguir: X – 1s2 2s2 2p6 3s1 (átomo no estado fundamental) Y – 1s2 2s2 2p6 6s1 (átomo no estado excitado) Das afirmativas abaixo, podemos afirmar que: a) As configurações X e Y representam elementos diferentes. b) A configuração Y pode corresponder ao elemento de césio. c) Para se retirar um elétron da configuração Y, gasta-se a mesma energia que da configuração X. d) É necessário fornecer energia para levar o átomo da configuração X para Y. e) X e Y não pertencem ao mesmo período da tabela periódica. QUESTÃO 18: Adesivos luminosos como os presentes em tetos para causar um efeito estelar, funcionam graças a uma substância chamada sulfeto de zinco, que tem a propriedade de emitir um brilho amarelo-esverdeado depois de exposta à luz. Qual das alternativas abaixo explica quimicamente o funcionamento desses adesivos: a) A luz transfere energia aos elétrons desta substância, fazendo com que eles se desloquem para níveis energéticos mais altos, emitindo luz. b) A luz transfere energia aos elétrons desta substância, fazendo com que eles se desloquem para níveis energéticos mais baixos, emitindo luz. c) Os elétrons, para não se deslocarem do seu nível energético, brilham ao receberem luz. d) A luz transfere energia aos elétrons desta substância, fazendo com que eles se desloquem para níveis energéticos mais altos. Quando estes elétrons "excitados" retornam ao estado Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 15 Núcleo de Química Geral fundamental, eles devolvem a energia absorvida na forma luminosa. e) A luz absorvida pela substância é emitida sem causar nenhum fenômeno eletrônico. QUESTÃO 19: As propriedades periódicas apresentam um comportamento restrito aos períodos da tabela periódica. Já as propriedades aperiódicas se comportam independentemente dos períodos da tabela.A figura a seguir mostra o comportamento de uma propriedade da tabela periódica na forma de um gráfico. Com relação a esse gráfico é correto afirmar que ele pode representar um comportamento de uma propriedade: a) aperiódica denominada de raio atômico. b) periódica denominada de energia de ionização. c) aperiódica denominada de energia de ionização. d) periódica denominada de raio atômico. e) aperiódica denominada de eletronegatividade. QUESTÃO 20: À medida que novas experiências e descobertas foram ocorrendo, os modelos atômicos foram modificados para tentar explicar as propriedades da matéria. A figura abaixo mostra alguns dos principais modelos atômicos. Os nomes dos cientistas que pode ser associados a cada modelo, na ordem que aparecem na figura, são: a) Rutherford, Bohr, Thomson e Dalton; b) Bohr, Thomson, Rutherford e Dalton; c) Rutherford, Bohr, Dalton, e Thomson d) Bohr, Rutherford, Dalton, e Thomson e) Bohr, Dalton, Rutherford, e Thomson Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 16 Núcleo de Química Geral QUESTÃO 21: Um problema para os químicos era construir uma teoria consistente que explicasse como os elétrons se distribuíam ao redor dos átomos, dando-lhes as características de reação observadas em nível macroscópico. Foi o cientista americano Linus C. Pauling quem apresentou a teoria até o momento mais aceita para a distribuição eletrônica. Sobre Pauling, é sempre interessante citar que ele foi duas vezes laureado com o Prêmio Nobel. O de química em 1954, por suas descobertas sobre as ligações atômicas, e o da Paz em 1962, por sua militância contra as armas nucleares. (http://educacao.uol.com.br/disciplinas/quimica/distribuicao- eletronica-linus-pauling-e-as-camadas-eletronicas-do-atomo.htm). A respeito do diagrama de Linus Pauling pode se afirmar que: a) As letras s, p, d e f, representam as regiões onde são determinados com precisão a localização dos prótons. b) As letras s, p, d e f, representam as regiões de probabilidade de se encontrar os prótons. c) As letras s, p, d e f, representam as regiões de probabilidade de se encontrar os nêutrons. d) As letras s, p, d e f, representam as regiões de probabilidade de se encontrar os elétrons. e) As letras s, p, d e f, representam as regiões onde são determinados com precisão a localização dos elétrons. QUESTÃO 22: Ao resumir as características de cada um dos sucessivos modelos do átomo de hidrogênio, um estudante elaborou o seguinte resumo: MODELO ATÔMICO: Dalton CARACTERÍSTICAS: átomos maciços e indivisíveis. MODELO ATÔMICO: Thomson CARACTERÍSTICAS: elétron, de carga negativa, incrustado em uma esfera de carga positiva. A carga positiva está distribuída, homogeneamente, por toda a esfera. MODELO ATÔMICO: Rutherford CARACTERÍSTICAS: elétron, de carga negativa, em órbitas elípticas em torno de um núcleo central e com cargas positivas. MODELO ATÔMICO: Bohr CARACTERÍSTICAS: átomos com elétrons movimentando-se ao redor do núcleo em trajetórias circulares com energia quantizada O número de ERROS cometidos pelo estudante é: a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 e) 4 Diagrama de Linus Pauling Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 17 Núcleo de Química Geral QUESTÃO 23: Considere as distribuições eletrônicas dos elementos cromo (símbolo “Cr” e Z = 24) e manganês (símbolo “Mn” e Z = 25), que se encontram no 4º período da tabela periódica. CROMO [Ar]3d 5 4s 1 MANGANÊS [Ar]3d 5 4s 2 Sobre seu comportamento químico é possível afirmar que a) Ambos os elementos possuem características de não metais, pois se encontram em posições intermediárias na tabela periódica. b) A segunda energia de ionização do cromo será maior que a do manganês, pois o elétron seria retirado de um nível mais próximo do núcleo. c) O cromo tende a formar ligações covalentes compartilhando seu elétron de valência, já o manganês formaria um cátion de carga 2+. d) O subnível “d” preenchido pela metade confere instabilidade aos dois elementos, por isso eles tendem a perder os elétrons de valência. e) O manganês forma ligações metálicas mais fracas que o cromo, por possuir dois elétrons de valência e eles se repelirem. QUESTÃO 24: A análise da distribuição eletrônica dos elementos permite fazer previsões sobre o comportamento químico dos mesmos, características e propriedades associadas ao tipo de ligação. Sabendo disso, considere as afirmações sobre as previsões associadas à configuração eletrônica de valência e marque a alternativa que faz as associações corretamente. a) Elementos cuja camada de valência seja s2p3 tendem a formar 3 ligações covalentes. b) A configuração s2p6 é mais instável, pois possui todos os elétrons emparelhados. c) O elemento de valência s2p5 poderá formar um cátion ou 1 ligação covalente. d) A configuração s2 é referente aos não metais, pois tende a compartilhar elétrons. e) Um elemento s1 somente fará ligações covalentes compartilhando seu elétron. QUESTÃO 25: O modelo atômico de Thomson sugere que o átomo (do grego, “indivisível”) é uma esfera de carga elétrica positiva, não maciça, incrustada de elétrons, de tal sorte que a carga elétrica líquida é nula, apontando para o átomo não mais como a menor partícula de matéria. Para corroborar com as ideias de Thomson, um aluno seu, Ernest Rutheford, propôs um experimento que conseguiria provar a veracidade das conclusões de seu orientador. A atividade baseava-se em passar a radiação proveniente de Polônio radioativo por um conjunto de lâminas de Chumbo com um orifício central e atingir uma lâmina de ouro extremamente fina, anterior a um anteparo móvel recoberto com Sulfeto de Zinco. Entretanto, seus resultados não foram os esperados por Rutheford. Qual das alternativas abaixo apresenta uma observação que NÃO pode ser concluída a partir dos resultados do experimento? a) O átomo contém imensos espaços vazios. b) A maioria das partículas alfa, provenientes da amostra de Polônio, atravessou a placa de Ouro sem sofrer desvio considerável em sua trajetória. c) O núcleo do átomo tem carga positiva. d) No centro do átomo existe um núcleo muito pequeno e denso. e) O átomo é composto de um núcleo e de elétrons em seu redor, que giram em órbitas elípticas. QUESTÃO 26: A indústria elétrica utiliza-o em lâmpadas de vapor de mercúrio (para a iluminação pública), em retificadores e interruptores. Historicamente, o mercúrio foi usado na Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 18 Núcleo de Química Geral extração de metais preciosos (particularmente a prata e o ouro) na forma de amálgamas. O acetato de fenilmercúrio e outros compostos organomercúricos têm propriedades fungicidas e germicidas, e às vezes são usados no tratamento de sementes. Entre os usos de mercúrio em pequena escala estão a fabricação de termômetro, barômetro e manômetro, a preparação de amálgamas, de fulminato de mercúrio (usado como detonador) e em alguns medicamentos. O mercúrio é o único metal que é líquido à temperaturaambiente. Isso pode ser explicado pela energia de ionização muito grande, que dificulta a participação dos elétrons na formação das ligações metálicas. À temperatura ambiente, o líquido tem uma pressão de vapor apreciável. Por isso, superfícies expostas de mercúrio devem sempre ser cobertas (por exemplo, com tolueno) para impedir sua evaporação e, consequentemente, o risco de intoxicação. Sais de mercúrio podem ser formados em dois estados de oxidação predominantes Hg 2+ e Hg + . Tendo em vista as propriedades do mercúrio é possível afirmar que: a) Hg é um metal alcalino e Hg2+ apresenta a seguinte distribuição eletrônica: [Xe] 6s24f14 5d 10 . b) Hg é um metal transição e Hg3+ apresenta a seguinte distribuição eletrônica: [Xe]4f14 5d10 c) Hg é um metal alcalino e Hg3+ apresenta a seguinte distribuição eletrônica: [Xe] 6s24f14 5d 10 . d) Hg é um metal representativo e Hg2+ apresenta a seguinte distribuição eletrônica: [Xe]4f14 5d 10 e) Hg é um metal de transição e Hg2+ apresenta a seguinte distribuição eletrônica: [Xe]4f14 5d 10 . QUESTÃO 27: Alguns elementos químicos são altamente eletropositivos e reativos. A eletropositividade e a reatividade destes elementos tende a crescer, no grupo, de cima para baixo (ou seja, com o aumento do número de níveis eletrônicos), pois quanto menor, mais rápido reage. Quanto maior o átomo mais fácil de perder o seu elétron de valência. Apresentam tendência de perder o elétron, transformando-se em íons positivos. Alguns elementos com as características descritas acima são Rb, Sr, In, Sn. É possível afirmar que os cátions formados por estes elementos: a) Apresentam 15 elétrons no nível de valência. b) Apresentam configuração eletrônica ou distribuição eletrônica igual a [Xe]. c) Apresentam configuração eletrônica ou distribuição eletrônica igual a [Kr]. d) Apresentam 5 níveis eletrônicos. e) Apresentam 8 elétrons no penúltimo nível eletrônico (nível 5). QUESTÃO 28: Um átomo do elemento químico X é isótopo de 20A 41 e possui mesmo número de massa que o 22B 44 . Com base nessas informações, podemos concluir que o átomo do elemento X possui: a) 22 prótons. b) 24 nêutrons. c) 20 nêutrons. d) número de massa igual a 41. e) 22 elétrons QUESTÃO 29: Em química denomina-se grupo ou família cada coluna vertical da tabela periódica. Os elementos pertencentes ao mesmo grupo apresentam propriedades semelhantes e, em geral, o mesmo número de elétrons no nível mais externo de energia (camada de valência). Qual a família de elementos é caracterizada por ter uma configuração ns 2 np 2 para o nível mais Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 19 Núcleo de Química Geral externo? a) Grupo 1B b) Grupo 4A c) Grupo 7A d) Grupo 3A e) Grupo 4B QUESTÃO 30: Considere um trecho da reportagem “Ex-espião russo foi envenenado com material radioativo”, em que é relatada a morte de Alexander Litvinenko: “Quantidades significativas de polônio 210 foram encontradas no corpo do ex-espião Alexander Litvinenko, que morreu na noite desta quinta-feira (23) em virtude de um suposto envenenamento. Os investigadores encontraram vestígios de radiação em um sushi-bar de Londres, onde o ex-espião comeu antes de ficar doente. Especialistas procuram traços do elemento em diferentes locais por onde o espião pode ter passado. Alexander Litvinenko acusou o presidente russo Vladimir Putin de ser o responsável por sua morte. A acusação foi feita em uma carta póstuma deixada pelo ex-espião russo, lida nesta sexta-feira (24) por Alex Goldfarb, amigo e porta-voz do espião. Amigos acusam "forças malignas russas" pela morte do espião.” (Extraído e adaptado do site httphttp://g1.globo.com/Noticias/Mundo/0,,AA1362468-5602,00.html) O Polônio-210 (Z = 84) é um elemento que sofre decaimento alfa e neste, simplificadamente, átomo de polônio emite uma parte do núcleo na forma de partícula alfa (composta por 2 prótons e 2 nêutrons), gerando um átomo filho de diferente número atômico (Z) e diferente número de massa (A). Assim, a partir dessas informações é possível afirmar que a) A emissão alfa resulta em um átomo de Z = 86, ou seja o “Ra”. b) A radiação alfa é uma forma de energia, pois não possui massa. c) O átomo filho é do elemento Chumbo (Pb) com 82 prótons. d) O núcleo permanece inalterado após eliminar energia nuclear. e) O número de massa do átomo filho é 208, pois houve emissão. QUESTÃO 31: Selênio é um elemento micronutriente mineral e de grande importância para o funcionamento e manutenção do organismo dos seres humanos. É indispensável em razão de formar uma classe de importantes proteínas, chamadas de selenoproteínas que são responsáveis pelos processos metabólicos do organismo de seres vivos. O Selênio está presente em diversos alimentos de origem vegetal e animal e suas principais fontes são o trigo, as nozes e os peixes. Nesses alimentos, o selênio está presente em sua forma aniônica Se 2-. Sobre o selênio e seu ânion marque a afirmativa incorreta : a) O Selênio apresenta a seguinte configuração: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4p4 b) O seu ânion apresenta a seguinte configuração : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4p4 c) Argônio (Ar) é um elemento que possui a mesma configuração eletrônica desse ânion. d) Existem apenas cinco elétrons na camada de valência do átomo de selênio. e) O ânion por ganhar elétrons apresenta menor raio que o átomo neutro do selênio. QUESTÃO 32: O titânio (Z = 22) é muito utilizado atualmente, quando se deseja um material de difícil oxidação, na fabricação de motores de avião e de pinos para próteses. Sobre esse elemento, são feitas as seguintes proposições: I) Possui 12 elétrons no terceiro nível eletrônico. II) Apresenta 2 elétrons no último nível de sua configuração eletrônica. Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 20 Núcleo de Química Geral III) Apresenta 8 elétrons nos subníveis “s”. IV) O seu subnível mais energético é o subnível 4s. São corretas: a) II, III e IV. b) II e IV. c) III e IV d) II e III. e) I e II QUESTÃO 33: Há cem anos, foi anunciada ao mundo inteiro a descoberta do elétron, o que provocou uma verdadeira "revolução" na ciência. Essa descoberta proporcionou à humanidade, mais tarde, a fabricação de aparelhos eletroeletrônicos, que utilizam inúmeras fiações de cobre. A alternativa que indica corretamente o número de elétrons contido na espécie química Cu 2+ é: a) 29 b) 31 c) 27 d) 2 e) 30 QUESTÃO 34: Considerando-se que as configurações eletrônicas são realizadas na ordem crescente das energias dos subníveis dos elementos; e que podem ser adquiridas na tabela periódica ou no diagrama de Linnus Pauling, conforme abaixo: A associação INCORRETA entre a configuração eletrônica e algumas características dos de elementos químicos é: a) 2s2 2p1 está na coluna 13 (ou 3A) e 3º período. b) 3s23p4 é um calcogênio ou halogênio. c) 4s24p5 está na coluna 17 (ou 7A) e é um halogênio. d) 5s2 5p6 é um gás nobre do 5º período. e) 4s24p2 está na coluna 14 (ou 4A) e no 4º período. QUESTÃO 35: Considere um metal localizado no 3º período, Grupo 13 (Família 3A). Acerca de sua configuração eletrônica, marque a resposta CORRETA: a) O cátion Al+é o íon mais estável do alumínio. b) As interações químicas desse átomo ocorrem pela combinação dos elétrons mais externos. c) A perda de dois elétrons favorece a formação de um íon negativo. d) Esse metal de transição faz predominantemente ligações iônicas. Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 21 Núcleo de Química Geral e) A camada de valência possui apenas 1 elétron, localizados no subnível p. QUESTÃO 36: Em fogos de artifício, observam-se as colorações quando se adicionam sais de diferentes metais às misturas explosivas. As cores produzidas resultam de transições eletrônicas. Ao mudar de camada, em torno do núcleo atômico, os elétrons emitem energia nos comprimentos de ondas que caracterizam as diversas cores. Esse fenômeno pode ser explicado pelo modelo atômico proposto por: a) Niels Bohr; b) John Dalton; c) J. J. Thomson; d) Ernest Rutherford. e) Democrito de Abdera QUESTÃO 37: A energia mínima necessária para ionizar um átomo no estado gasoso pode ser determinada experimentalmente através de métodos espectroscópicos, termoquímicos ou elétricos. No método elétrico, é feita a medida do potencial de aceleração capaz de conferir a um elétron, na eletrosfera do átomo em questão a energia cinética suficiente para desalojá-lo. As energias de ionização foram estabelecidas para todos os átomos. Levando em consideração a energia de ionização, pode-se observar que: a) Para as famílias na tabela periódica a energia de ionização diminui com o aumento do número atômico. b) A energia de ionização de cada estágio de ionização de um determinado elemento químico é sempre menor que a energia de ionização do estágio anterior para este mesmo elemento químico. c) Para um dado grupo da tabela periódica, a tendência observada é de aumento na energia de ionização com o aumento do número atômico. d) Para um dado período da tabela periódica, a tendência observada é de aumento na energia de ionização com a diminuição do número atômico. e) A energia de ionização dos elementos do segundo período localizados entre as colunas 13 e 17 da tabela periódica, é sempre menor que a energia de ionização dos elementos localizados nas colunas 01 e 02. QUESTÃO 38: Alguns átomos são capazes de capturar um elétron extra, formando um ânion gasoso estável. Para a maioria dos elementos, o recebimento do primeiro elétron é um processo exotérmico (libera energia = E < 0). Quanto maior a primeira afinidade eletrônica de um elemento, maior a probabilidade de ele formar um ânion. Assim podemos afirmar que: a) Quanto maior o número atômico maior será a afinidade eletrônica do elemento químico. b) Quanto maior o número atômico menor será a afinidade eletrônica do elemento químico. c) Os metais são os elementos químicos que liberam maior quantidade de energia (E < 0) ao receber um elétron. d) A afinidade eletrônica de um elemento químico independe de sua configuração eletrônica. e) A afinidade eletrônica será maior (E < 0) para elementos que apresentam maior eletronegatividade. QUESTÃO 39: Sempre a constituição da matéria gerou curiosidade no homem. Desde a Antiguidade, filósofos tentavam descobrir como a matéria é formada. Os modelos atômicos são teoria baseadas na experimentação feita por cientistas para explicar como é o átomo. Os modelos não existem na natureza. São apenas explicações para mostrar o porquê de um fenômeno. Muitos cientistas desenvolveram suas teorias. Com o passar dos tempos, os modelos foram evoluindo até chegar ao modelo atual. Nesse modelo, denominado modelo orbital, pode- Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 22 Núcleo de Química Geral se afirmar que: a) O núcleo do átomo apresenta baixa densidade; b) O núcleo é formado exclusivamente por prótons; c) Núcleo é a região onde ficam os elétrons; d) Os elétrons se posicionam na estratosfera; e) Toda a massa do átomo se concentra no núcleo. QUESTÃO 40: A cobalamina (ou cianocobalamina), também conhecida como vitamina B12, cujas principais fontes são as carnes de porco, peixes, ovos, leite e derivados. A vitamina B12 previne problemas cardíacos e derrame cerebral, é anti-anemica, contem íons de cobalto Co 2+ . A configuração eletrônica nos orbitais 4s e 3d do Co 2+ é: a) 4s0,3d7 b) 4s2,3d7 c) 4s2,3d0 d) 4s1,3d6 e) 4s2,3d5 QUESTÃO 41: Alguns nuclídeos são usados em medicina, como o tecnécio e o Iodo. O tecnécio é um elemento químico de símbolo Tc e o iodo é um elemento químico de símbolo I. Os isótopos radioativos Iodo-123 e Iodo-131 são utilizados em medicina nuclear, para estudar a glândula tireoide. Sobre as propriedades periódicas do tecnécio e do iodo, podemos afirmar: a) O Tc apresenta raio atômico menor que o Iodo. b) O Tc é menos eletronegativo que o Iodo. c) O Iodo é menos eletronegativo que o tecnécio. d) O Iodo e o tecnécio apresentam eletronegatividades semelhantes. e) Não existem diferenças entre propriedades do Tc e I. QUESTÃO 42: Uma forma de se compreender a evolução da terra é medindo as quantidades de certos nuclídeos nas rochas. Uma quantidade medida recentemente é a razão entre o 129 Xe e o 130 Xe em alguns minerais. O xenônio é um elemento químico de símbolo Xe, que apresenta oito isótopos estáveis e um ligeiramente radioativo. Sobre o xenônio e os dois isótopos utilizados para estudar a diferenciação terrestre, a afirmativa correta é: a) O xenônio apresenta número de massa 54, número atômico 131 e pertence à família dos gases nobres. b) Os isótopos Xe-129 e Xe-130 apresentam respectivamente: 129 prótons e massa 54, 130 prótons e massa 54. c) Os isótopos Xe-129 e Xe-130 apresentam respectivamente: 54 prótons e 75 nêutrons, 54 prótons e 76 nêutrons. d) Os isótopos Xe-129 e Xe-130 apresentam respectivamente: 54 prótons e massa 131, 54 prótons e massa 131. e) Os isótopos Xe-129 e Xe-130 são elementos químicos diferentes, por possuírem número de massa diferente QUESTÃO 43: A configuração eletrônica de um átomo é a forma como seus elétrons se distribuem ao redor do núcleo; distribuição que se reflete em diferenças de energia. A energia de um elétron é definida pelos chamados números quânticos, que têm origem na Química Quântica de Schöedinger. Considere o elemento cujos átomos tenham a distribuição eletrônica: |Ar| 4s 2 3d 6 É correto afirmar que os átomos deste elemento: Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 23 Núcleo de Química Geral a) Apresentam seis elétrons de valência; b) Apresentam número atômico igual a vinte e seis; c) O nível um ou camada “K” é o nível de valência; d) O subnível mais energético é o 4s; e) São dois os elétrons mais energéticos QUESTÃO 44: O zinco (do alemão Zink) é um elemento químico de símbolo Zn, á temperatura ambiente encontra-se no estado sólido. As ligas metálicas de zinco têm sido utilizadas durante séculos - peças de latão datadas de 1000-1400 a.C. foram encontrados na Palestina, e outros objetos com até 87% de zinco foram achados na antiga região da Transilvânia. A principal aplicação do zinco- cerca de 50% do consumo anual - é na galvanização do aço ou ferro para protegê-los da corrosão, isto é, o zinco é utilizado como metal de sacrifício (tornando-se o ânodo de uma célula, ou seja, somente ele se oxidará). Ele também pode ser usado em protetores solares, em forma de óxido, pois tem a capacidade de barrar a radiação solar. O zinco é um elemento químico essencial para a vida: intervém no metabolismo de proteínas e ácidos nucléicos, estimula a atividade de mais de 100 enzimas, colabora no bom funcionamento do sistema imunológico, é necessário para cicatrização dos ferimentos, intervém nas percepções do sabor e olfato e na síntese do DNA. Foi descoberto pelo alemão Andreas Sigismund Marggraf em 1746. Reage com ácidos não oxidantes passando para o estado de oxidação 2+ e liberando hidrogênio, e pode dissolver-se em bases e ácido acético. Em relação a estrutura atômica do zinco, foram feitas as seguintes afirmativas: I. Apresenta 65 nêutrons em seu núcleo. II. Apresenta 35 prótons em seu núcleo; III. A configuração eletrônica do átomo neutro é |Ar|4s2 3d10 IV. A configuração eletrônica de seu íon mais estável, Zn2+, é |Ar|4s0 3d10 Estão corretas as afirmativas: a) I e II b) I e IV c) II e III d) III e I e) III e IV QUESTÃO 45: O cálcio é o elemento da rigidez e da construção: é o cátion dos ossos do nosso esqueleto, das conchas dos moluscos, do concreto, da argamassa e da pedra calcária das nossas construções. Sabendo que o átomo de cálcio tem número atômico 20 e número de massa 40, é correto afirmar que o cátion Ca 2+ tem: a) 18 prótons. b) 18 nêutrons. c) 20 elétrons. d) Configuração eletrônica igual à do íon K+ (Z = 19). e) Configuração eletrônica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2. QUESTÃO 46: “Evidências experimentais foram acumuladas no início do século passado revelando que átomos contêm elétrons, e como normalmente átomos são neutros, eles devem conter uma carga positiva igual em módulo à carga negativa de seus elétrons. Portanto um átomo neutro contendo Z elétrons tem uma carga negativa -Ze, onde -e é a carga do elétron, e também uma carga positiva de mesmo valor em módulo. O fato de que a massa do elétron é muito pequena se comparada com a de qualquer átomo, implica que a maior parte da massa do átomo deve estar associada à carga positiva. Estas considerações levaram naturalmente ao Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 24 Núcleo de Química Geral problema de como seria a distribuição de cargas positivas e negativas dentro do átomo.” Texto extraído de: Almeida, W.B; Santos, H. F.; Modelos Teóricos para Compreensão da estrutura da Matéria - Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola, N° 4 – Maio 2001. Com base no parágrafo acima é correto afirmar que: a) O texto aborda uma visão ultrapassada de modelo atômico, pois ao citar partículas de cargas negativas e positivas deixa de considerar a natureza elétrica da matéria proposta por Bohr, em seu modelo atômico. b) O texto aborda uma visão ultrapassada de modelo atômico, pois ao citar partículas de cargas negativas e positivas deixa de considerar a natureza elétrica da matéria proposta por Thomson, em seu modelo atômico. c) O texto discute a natureza elétrica da matéria, levando em consideração a existência de partículas subatômicas com cargas positivas e negativas que se equivalem em número levando a neutralidade dos átomos, como discutido por Dalton na sua proposta de modelo atômico. d) O texto discute a natureza elétrica da matéria, levando em consideração a existência de partículas subatômicas com cargas positivas e negativas que se equivalem em número levando a uma neutralidade nos átomos, como discutido por Thomson na sua proposta de modelo atômico. e) O texto discute a natureza elétrica da matéria, considerando a existência errônea de partículas subatômicas de cargas positivas e negativas, que se equivaleriam em número, levando a uma neutralidade dos átomos, como discutido na teoria do modelo atômico atual. QUESTÃO 47: Sobre as afirmativas abaixo, coloque V para as verdadeiras e F para as falsas. I. Um átomo com 20 elétrons e número de massa igual a 40 têm 19 nêutrons. II. Um cátion com carga 1+, 49 elétrons e 62 nêutrons tem número de massa 112. III. Dois átomos que possuem o mesmo número de prótons pertencem ao mesmo elemento químico. A opção correta é: a) F, V, V. b) F, F, V. c) V, V, V. d) V, V, F. e) F, V, F. QUESTÃO 48: Ao longo dos anos, as características atômicas foram sendo desvendadas pelos cientistas. Foi um processo de descoberta no qual as opiniões anteriores não poderiam ser desprezadas, ou seja, apesar de serem ideias ultrapassadas, fizeram parte do histórico de descoberta das características atômicas Em relação aos modelos atômicos, afirma-se que: I. De acordo com Bohr, os espectros de luz dos elementos são descontínuos (ou característicos), porque os níveis de energia são quantizados. II. Segundo Dalton, os átomos eram partículas indivisíveis, o que foi comprovado através da descoberta da radioatividade. III. Na experiência de Rutherford, a maioria das partículas alfa atravessou a placa de ouro sem sofrer desvio, porque a carga positiva do núcleo repele essas partículas. IV. No modelo de Thomson, alguns átomos podem tornar-se eletrizados por fricção ou transferência de elétrons, apesar de a matéria ser eletricamente neutra. São corretas apenas as proposições a) I e III. b) I e IV. Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 25 Núcleo de Química Geral c) II e III. d) II e IV. e) III e IV. QUESTÃO 49: Considerando-se um elemento M genérico qualquer, encontra-se neutro e apresenta configuração eletrônica 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5 , pode-se afirmar que: I. seu número atômico é 25; II. possui 7 elétrons na última camada; III. possui 12 elétrons em orbitais p; IV. pertencem a família 7A. a) I, IIe III somente b) I e III somente c) II e IV somente d) I e IV somente e) II, III e IV somente QUESTÃO 50: A pedra imã natural é a magnetita (Fe3O4). O metal ferro pode ser representado pelo símbolo Fe e seu átomo apresenta a seguinte distribuição eletrônica por níveis: a) 2, 8, 16. b) 2, 8, 8, 8. c) 2, 8, 10, 6. d) 2, 8, 14, 2. e) 2, 8, 18, 18, 10 QUESTÃO 51: Cientistas identificam núcleo de átomo com formato de pera Cientistas identificaram pela primeira vez um núcleo de átomo com o formato que se assemelha ao de uma pera. Embora a forma já tivesse sido prevista na teoria, ainda não havia evidências de nenhum átomo com esse formato – apenas de núcleos esféricos ou ovalados, com um formato que lembra uma bola de rúgbi. (http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2013/05/cientistas-identificam-nucleo-de-atomo- com-formato-de-pera.html). Sobre os orbitais atômicos, assinale aquele que possui um formato esférico. a) Orbitais do tipo s. b) Orbitais do tipo p. c) Orbitais do tipo d. d) Orbitais do tipo f. e) Orbitais do tipo g. QUESTÃO 52: Uso trivial de gás hélio preocupa especialistas O uso trivial do gás hélio, entre outros fins, para encher bexigas em festas infantis, vem preocupando especialistas, que alertam para sua escassez no mundo. Para eles, o recurso pode um diaacabar e criar problemas para setores importantes da economia. No universo, o gás hélio é um dos elementos mais comuns, ficando atrás apenas do hidrogênio em nível de abundância. Na Terra, contudo, ele é relativamente raro, e o único que escapa do poder da gravidade e se perde no espaço. (http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2013/11/uso-trivial-de-gas-helio- preocupa-especialistas.html). Sobre este elemento químico, é correto afirmar a) É um sólido que possui oito elétrons em sua camada valência. Matéria e Estrutura Eletrônica dos Átomos 26 Núcleo de Química Geral b) É um líquido que possui oito elétrons em sua camada valência. c) É um gás que possui oito elétrons em sua camada valência. d) É um líquido que possui dois elétrons em sua camada valência. e) É um gás que possui dois elétrons em sua camada valência. QUESTÃO 53: A configuração eletrônica descreve a estrutura eletrônica de um átomo com todos os orbitais ocupados e o número de elétrons que cada orbital contém. No estado fundamental de átomos com muitos elétrons, os elétrons ocupam orbitais atômicos de modo que a energia total do átomo seja a mínima possível. Isso acontece quando os átomos seguem a chamada Regra do Octeto, onde eles podem ter no mínimo dois e no máximo oito elétrons, na camada de valência. Quando eles não apresentam o octeto completo, os átomos podem ganhar (formando ânions) ou perder (formando cátions) elétrons de modo a ficarem o mais estável possível. Considere as configurações eletrônicas de quatro elementos químicos: I. 1s 2 2s 2 . II. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 III. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5 IV. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 5s 2 Qual deles apresenta tendência a formar um ânion? a) I. b) II. c) III. d) IV. e) I ou II. QUESTÃO 54: O fósforo é um elemento que possui um amplo espectro de aplicações, depende apenas da sua apresentação. Pode ser empregado em preparados da indústria farmacêutica, sendo utilizados como reconstituintes e fixadores do cálcio. Já os compostos fosforados são empregados industrialmente como aditivos de gasolina e do plástico e em metalurgia como protetores. Qual das alternativas abaixo representa a configuração eletrônica para o fósforo, elemento 15 da Tabela Periódica. a) 1s22s22p63s23p3 b) 1s22s42p43s23p3 c) 1s22s22p23s23p6 d) 1s22s22p63s23p6 e) 1s22s22p63s43p4 Ligações Químicas e Forças Intermoleculares 27 Núcleo de Química Geral Questões sobre Ligações Químicas e Forças Intermoleculares QUESTÃO 55: As ligações químicas podem ser, dentre outras formas, covalentes ou iônicas. As ligações iônicas são formadas mediante a transferência de eletros entre os átomos constituintes do composto e leva à criação de íons positivos e negativos. Normalmente, os compostos iônicos são formadas pela conjugação de metais e ametais. Já as ligações covalentes envolvem o compartilhamento dos elétrons de valência dos constituintes destes compostos, sendo formadas inteiramente de não-metais. Com base nessas informações, determine qual a afirmação, dentre as abaixo, é VERDADEIRA: a) LiCl, NaF, KBr e CO2 são exemplos de compostos iônicos b) CO2, H2O, N2O e CH4 são exemplos de compostos covalentes c) LiCl, NaF, KBr e CO2 são exemplos de compostos covalentes d) CO2, H2O, N2O e CH4 são exemplos de compostos iônicos QUESTÃO 56: As ligações químicas formam tudo que está ao nosso redor, sem ela nada que você vê existiria do jeito que você conhece. Possivelmente nem você existiria. Isso se deve ao fato de as ligações unirem as moléculas para formar moléculas mais compostas, sem as ligações, por exemplo, o oxigênio que nós respiramos não existiria, pois ele é nada menos que 2 moléculas de oxigênio juntas, unidas por, quem diria, ligações químicas. Sem elas moléculas simples jamais seriam capazes de formar funções complexas como a vida, que é o conjunto de varias moléculas compostas, ou seja, com ligações químicas. Considere a ligação formada entre os elementos Cálcio e enxofre e assinale a única alternativa correta: a) Haverá formação de dois pares eletrônicos que serão compartilhados garantindo a estabilidade de ambos. b) O composto resultante apresenta brilho e maleabilidade e a ligação formada entre eles é covalente polar. c) O composto resultante terá altos pontos de fusão e de ebulição, havendo transferência de eletrons do Ca para o S. d) CaS2 é a fórmula da substância formada onde ambos alcançam a configuração eletrônica de um gás nobre. QUESTÃO 57: Na década de 1930, Linus Pauling propôs um parâmetro chamado eletronegatividade () do átomo que permite determinar se uma ligação química será iônica, covalente apolar ou covalente polar e ainda determinar qual átomo apresentará um caráter positivo, qual apresentará um caráter negativo, e se uma ligação é mais polar do que a outra. Analise os seguintes pares ligados e indique a opção correta com relação ao caráter das ligações de cada par: a) Covalente polar/covalente polar; iônica/covalente apolar; covalente apolar/covalente polar. b) Covalente polar/covalente apolar; covalente apolar/ iônica; covalente polar/covalente polar. c) Iônica/covalente polar; iônica/covalente apolar; covalente apolar/covalente polar. d) Covalente polar/covalente polar; iônica/covalente apolar; covalente polar/covalente apolar. B-F / B-Cl; Na-F / P-P; C-C / C-Cl Ligações Químicas e Forças Intermoleculares 28 Núcleo de Química Geral QUESTÃO 58: Conhecer as propriedades das substâncias requer o entendimento de como elas são formadas. Ao nosso redor encontram-se uma série de substâncias com diversas funções. O metano é um componente do gás natural, fonte energética muito utilizada na indústria, o diamante apresenta grande resistência à deformação e é considerado um dos materiais mais resistentes que existem. Conhecendo a natureza das ligações químicas é possível afirmar que: a) O metano é um composto covalente, que apresenta interações intermoleculares do tipo dipolo induzido-dipolo induzido. b) O metano é um composto que apresenta ligações covalentes, é apolar e apresenta baixo ponto de ebulição, apresentando ligações covalentes fracas. c) O diamante é uma substância covalente, com baixo ponto de fusão que apresenta ligações covalentes. d) O diamante é uma substância covalente muito estável, que apresenta pouca estabilidade em altas pressões. QUESTÃO 59: A tintura de iodo (I2), por ter propriedades antissépticas, é empregada como desinfetante da pele ou para a limpeza de ferimentos. O gesso é um mineral composto principalmente por sulfato de cálcio (CaSO4). Por apresentar propriedades plásticas, quando umedecido, pode ser utilizado na confecção de moldes, na construção, em aparelhos ortopédicos, trabalhos de prótese dentária, confecção de formas e moldes, isolante térmico, etc. O ouro (Au)é uma substância utilizada principalmente em joalherias e fabricação de moedas. Devido à sua boa condutividade elétrica, resistência à corrosão e uma boa combinação de propriedades físicas e químicas, possui diversas aplicações industriais. As substâncias I2, CaSO4 e Au apresentam respectivamente ligações: a) Iônica, metálica e covalente. b) Covalente, iônica e metálica. c) Covalente, metálica e iônica. d) Metálica, covalente e iônica. QUESTÃO 60: Um estudante observou que ao dissociar KCl em água, a condutividade elétrica da mesma aumentava, todavia a condutividade elétrica do KCl sólido é desprezível, determine qual o tipo de ligação química existente neste composto. a) Ligação covalente b) Ligação metálica c) Ligação iônica d) Ligação apolar QUESTÃO 61: Anvisa aprova redução de iodo a ser adicionado ao sal - A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) aprovou, por unanimidade, a redução da quantidade de iodeto de potássio (KI) que deve ser adicionada ao sal (NaCl). A medida, discutida desde 2011, foi adotada em razão da mudança de hábito alimentar do brasileiro que, ao longo dos últimos anos, passou a consumir maior quantidade do tempero e, por tabela, também de iodo.O iodo passou a ser adicionado ao salpara prevenir dois problemas: o cretinismo e o bócio. O primeiro é provocado pela deficiência do nutriente na gravidez, estudos mostram que um terço das crianças que não recebem a quantia adequada do iodo durante a gestação apresenta problemas no sistema nervoso central, e outro terço, deficiência cognitiva. O bócio, por sua vez, é provocado pela falta do iodo em adolescentes e adultos.No entanto, em excesso, o iodo faz mal à saúde, podendo provocar, por exemplo, está a tireoidite de Hashimoto, doença autoimune que leva o organismo Ligações Químicas e Forças Intermoleculares 29 Núcleo de Química Geral a atacar a tireoide. (Adaptado dehttp://veja.abril.com.br/noticia/saude/anvisa-aprova-reducao- de-iodo-a-ser-adicionado-ao-sal). O iodeto de potássio e o cloreto de sódio são compostos iônicos que se encontra no estado sólido. Acerca desses compostos, é incorreto afirmar que: a) No estado sólido, a atração entre os seus íons é muito forte. b) Em solução aquosa, se dissociam e conduzem corrente elétrica. c) Os átomos destes compostos são unidos por ligação covalente. d) Nas ligações dos átomos destes compostos ocorre transferência de elétrons. QUESTÃO 62: Existem diversos fenômenos cotidianos simples que intrigam as pessoas desde a infância: a formação de bolhas em água com sabão, o derretimento de gelo, a queima de papel, entre outros. As explicações dadas para estes eventos envolvem diversas concepções espontâneas que evoluem e, na oportunidade do contato com o conhecimento químico, podem ser vistas como equivocadas. Ao se misturar, por exemplo, uma porção de açúcar em água, ocorre um fenômeno que, para crianças entre cinco e dez anos de idade, se apresenta como sendo o “desaparecimento” do sólido. Tendo em vista a natureza do material sólido citado nesse fenômeno, assinale a alternativa que apresenta uma explicação científica para o mesmo. a) As moléculas do açúcar se diluem entre as moléculas da água que estão em maior quantidade. b) As moléculas do açúcar se separam umas das outras por meio de interações com as moléculas da água. c) O açúcar se dispersa na água em micropartículas, com rompimento de interações eletrostáticas. d) O açúcar sofre um derretimento ao entrar em contato com a água, ou seja, uma mudança do estado sólido para o aquoso. QUESTÃO 63: “Um acidente industrial é a causa mais provável para a devastadora explosão numa fábrica de fertilizantes, no Texas, Estados Unidos. Pelo menos 160 pessoas ficaram feridas. O número de mortos ainda é incerto.” "(...) Ainda não se sabem as causas do incêndio. A polícia acredita em um acidente industrial. Pode ter havido uma reação química, porque a fábrica tinha estoques enormes de amônia anidra usada em fertilizantes, que eram vendidos para os fazendeiros locais." (Disponível em: http://g1.globo.com/jornal-da-globo/noticia/2013/04/explosao-em-fabrica-de-fertilizantes-deixa- mais-de-160-feridos-nos-eua.html. Acesso em 18/04/13) A amônia (NH3) é um gás à temperatura ambiente. Nesta temperatura suas moléculas estão pouco agregadas e, no estado líquido, encontram-se mais próximas umas das outras. Assinale a opção que indica a interação existente entre suas moléculas no estado líquido. a) ligação de hidrogênio b) dipolo - dipolo c) dipolo - dipolo induzido d) íon – dipolo QUESTÃO 64: O estudo das forças intermoleculares é importante para a otimização das propriedades físico-químicas e para a compreensão dos processos de reconhecimento molecular que ocorrem nos sistemas biológicos. A tabela abaixo apresenta as temperaturas de ebulição (TE), para três líquidos à pressão atmosférica. Líquido Fórmula Química TE ⁰C Acetona (CH3)2CO 56 Água H2O 100 Etanol CH3CH2OH 78 Ligações Químicas e Forças Intermoleculares 30 Núcleo de Química Geral Com relação aos dados apresentados na tabela acima, podemos afirmar que: a) as interações intermoleculares presentes na acetona são mais fortes que aquelas presentes na água. b) as interações intermoleculares presentes no etanol são mais fracas que aquelas presentes na acetona. c) dos três líquidos, a acetona é o que apresenta ligações de hidrogênio mais fortes. d) as interações intermoleculares presentes no etanol são mais fracas que aquelas presentes na água. QUESTÃO 65: Na natureza os átomos se unem dando origem à enorme variedade de materiais que conhecemos. Alguns são sólidos, outros são líquidos, e outros gasosos; alguns são duros, alguns são moles; alguns conduzem eletricidade, outros não; e assim por diante. A grande diferença de propriedades que existe entre os materiais, em grande parte, é devido ao tipo de ligação química que existe entre os átomos e ao arranjo espacial (geometria) decorrente destas ligações. Nas uniões entre os átomos, existe a tendência ao equilíbrio e melhor distribuição de forças entre os átomos que participam da ligação química. Em relação aos compostos apresentados abaixo, marque a alternativa que identifica corretamente o tipo de ligação química existente entre os átomos: KCl (s) H2 (g) NH3 (g) Na (s) CaCl2 (s) a) Metálica; covalente polar; covalente apolar; iônica; iônica. b) Iônica; metálica; covalente apolar; covalente apolar; iônica. c) Covalente polar; iônica; covalente polar; iônica; metálica. d) Iônica; covalente apolar; covalente polar; metálica; iônica. e) Iônica; covalente polar; covalente apolar; metálica; iônica. QUESTÃO 66: Os óxidos de nitrogênio são poluentes comuns, gerados por motores a combustão interna e por usinas de eletricidade. Eles não somente contribuem para os problemas respiratórios provocados pelo ar poluído, como também atingem a estratosfera e ameaçam a camada de ozônio que protege a terra de radiação perigosa. Sobre o NO a afirmativa correta é: a) É formado por um cátion N3+ e um ânion O2-. b) É formado pela transferência de dois pares de elétrons entre o nitrogênio e o oxigênio. c) É formado pelo compartilhamento de elétrons entre nitrogênio e oxigênio.
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