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1ª LISTA DE EXERCÍCIOS QUÍMICA GERAL e ANALÍTICA – UVA/CE Prof. Dr. Elton Barbano – Química / Centro de Ciências Exatas e Tecnologia 1) Associe as afirmações a seus respectivos responsáveis: I - O átomo não é indivisível e a matéria possui propriedades elétricas (1897). II - O átomo é uma esfera maciça (1808). III - O átomo é formado por duas regiões denominadas núcleo e eletrosfera (1911). a) I - Dalton, II - Rutherford, III - Thomson. b) I - Thomson, II - Dalton, III - Rutherford. c) I - Dalton, II - Thomson, III - Rutherford. d) I - Rutherford, II - Thomson, III - Dalton. e) I - Thomson, II - Rutherford, III - Dalton. RESPOSTA: letra “b” 2) 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 órbita em torno de um núcleo central, de carga positiva. Não há restrição quanto aos valores dos raios das órbitas e das energias do elétron. Modelo Atômico: Bohr Características: elétron, de carga negativa, em órbita em torno de um núcleo central, de carga positiva. Apenas certos valores dos raios das órbitas e das energias do elétron são possíveis. O número de erros cometidos pelo estudante é: a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 RESPOSTA: Letra “a”, todas as afirmação estão corretas 3) Assinale a alternativa que completa melhor os espaços apresentados na frase abaixo: “O modelo de Rutherford propõe que o átomo seria composto por um núcleo muito pequeno e de carga elétrica ..., que seria equilibrado por …, de carga elétrica …, que ficavam girando ao redor do núcleo, numa região periférica denominada ...” a) neutra, prótons, positiva e núcleo. b) positiva, elétrons, positiva, eletrosfera. c) negativa, prótons, negativa, eletrosfera. d) positiva, elétrons, negativa, eletrosfera. e) negativa, prótons, negativa, núcleo. RESPOSTA: Letra “d”, O modelo de Rutherford propõe que o átomo seria composto por um núcleo muito pequeno e de carga elétrica positiva, que seria equilibrado por elétrons, de carga elétrica negativa, que ficavam girando ao redor do núcleo, numa região periférica denominada eletrosfera 4) Em relação ao modelo atômico de Rutherford, julgue os itens a seguir como verdadeiros ou falsos: a) Esse modelo baseia-se em experimentos com eletrólise de soluções de sais de ouro. b) Ele apresenta a matéria constituída por elétrons em contato direto com os prótons. c) O modelo foi elaborado a partir de experimentos em que uma fina lâmina de ouro era bombardeada com partículas α. d) Segundo esse modelo, só é permitido ao elétron ocupar níveis energéticos nos quais ele se apresenta com valores de energia múltiplos inteiros de um fóton. e) Esse modelo é semelhante a um sistema planetário, em que os elétrons distribuem- se ao redor do núcleo, assim como os planetas em torno do Sol. RESPOSTA: a) Falso. O modelo atômico de Rutherford baseia-se em experimentos de bombardeio de finas lâminas de um metal por partículas α. b) Falso. Segundo o modelo atômico de Rutherford, os elétrons estão na região periférica do átomo (eletrosfera). c) Verdadeiro. d) Falso. Essa proposição foi feita por Bohr, e não por Rutherford. e) Verdadeiro. 5) Quantos prótons, nêutrons e elétrons existem em um átomo de 197Au? RESPOSTA: O índice superior 197 é o número de massa, a soma do número de prótons e nêutrons. O número atômico para o Au é 79, consequentemente, um átomo de 197Au tem 79 prótons, 79 elétrons e (197-79) = 118 nêutrons. 6) O magnésio (Mg) possui três isótopos com massa 24, 25 e 26. a) Escreva o símbolo químico completo para cada um deles b) Quantos nêutrons existem em cada um dos isótopos? RESPOSTA: a) O magnésio tem número atômico 12, logo todos os átomos de magnésio possuem 12 prótons e 12 elétrons. Os três isótopos são, portanto, representados por 𝑀𝑔12 24 , 𝑀𝑔12 25 , e 𝑀𝑔12 26 . b) O número de nêutrons em cada isótopo é o número de massa menos o número de prótons. O número de nêutrons em cada um dos nuclídeos de cada isótopo é, portanto, 12, 13 e 14, respectivamente. 7) O cloro encontrado na natureza é constituído de 75,78% de 35Cl, que tem massa atômica 34, 969u, e 24,22% de 37Cl, que tem massa atômica 36,966u. Calcule a massa atômica média (ou seja, o peso atômico) do cloro. RESPOSTA: A massa atômica média é encontrada multiplicando-se a abundância de cada isótopo por sua massa atômica e somando-se esses produtos. Uma vez que 75,78% = 0,7578 e 24,22% = 0,2422, temos: Massa atômica média = (0,7578).(34,969u) + (0,2422).(36,966u) = 26,50u + 8,953u = 35,45u Esse resultado faz sentido! A massa atômica média do Cl está entre as massas dos dois isótopos e é mais próxima do valor do 35Cl, que é o isótopo mais abundante. 8) Quais os dois elementos dos seguintes você acha que mostra as maiores similaridades em suas propriedades físicas e químicas: B, Ca, F, He, Mg, P? RESPOSTA: Os elementos de um mesmo grupo (família) da tabela periódica são os que provavelmente exibirão propriedades químicas e físicas semelhantes. Portanto, espera-se que sejam Ca e Mg, pois eles estão no mesmo grupo da tabela periódica (grupo 2ª, metais alcalinos terrosos) 9) Efetue a distribuição eletrônica em ordem energética para os seguintes átomos e íons: Ba (Z= 56) RESPOSTA: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 10) Utilizando o diagrama de Pauling, realize a distribuição eletrônica do elemento tungstênio (W), cujo número atômico (Z) é igual a 74 e, posteriormente, forneça: a) A distribuição eletrônica em ordem de energia; b) A ordem geométrica; c) O número total de elétrons por camada; d) O número de elétrons no subnível mais energético; e) O número de elétrons no subnível mais externo. RESPOSTAS: a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d4 b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d4 6s2 c) K = 2; L = 8; M = 18; N = 32 ; O = 12; P = 2 d) O subnível mais energético é sempre o último a receber elétrons no diagrama de Pauling; logo, no átomo de tungstênio esse subnível é o 5d, apresentando 4 elétrons. e) O subnível mais externo de um átomo é sempre aquele que se encontra mais afastado do núcleo, ou seja, localiza-se na camada de valência. No tungtênio temos 6 níveis de energia; logo, o subnível mais externo está localizado no nível 6 ou na sexta camada. Assim, os elétrons mais externos estão situados no subnível 6s, contendo 2 elétrons. 11) Das configurações eletrônicas fornecidas a seguir, qual delas corresponde à do cátion do elemento cálcio (17Cl -)? RESPOSTA: O ânion do cloro possui carga -1 (indica ganho de um elétron) e seu número atômico é 17. Sendo assim, seu número de elétrons é 18. Para fazer a distribuição eletronica de íons, é necessário inicialmente fazer a distribuição do átomo neutro para identificar o seu subnível mais externo (sempre é o subnível que recebe ou perde elétron). 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Analisando a distribuição eletrônica, observamos que o subnível mais externo é o 3p e ele apresenta cinco elétrons, logo, ao ganhar um elétron, o ânion apresentará a seguinte distribuição: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 ou 1s22s2 2p6 3s2 3p6 12) Os sais de Cr6+ são, em geral, solúveis no pH biológico e, portanto, têm fácil penetração; por isso, a sua toxicidade para os seres humanos. Por outro lado, os compostos de Cr3+ são pouco solúveis nesse pH, o que resulta em dificuldade de passar para o interior das células . Indique a opção que corresponde à configuração eletrônica do íon Cr3+. Dado: [Cr] → Z = 24 RESPOSTA: O cátion do crômio possui carga 3+ (indica perda de três elétrons) e seu número atômico é igual a 24. Sendo assim, seu número de elétrons é igual a 21. Façamos a distribuição do átomo neutro para identificar o seu subnível mais externo (sempre é o subnível que recebe ou perde elétron). 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s2 O subnível mais externo é o 4s e ele apresenta 2 elétrons, logo, ao perder esses dois elétrons, o cátion crômio terá que perder mais um (para completar os três elétrons que ele deveria perder). No subnível 3d, que será o novo mais externo, ele apresentará a seguinte distribuição: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 ou 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 13) Quais dos seguintes compostos você classificaria como iônico e moleculares (que fazem ligação covalente): Na2O, CaCl2, N2O, SF4 RESPOSTA: Concluímos que Na2O e CaCl2 são compostos iônicos pois constituem-se de um metal combinado com um não-metal. Os outros dois compostos, constituídos inteiramente de não metais são compostos moleculares. 14) Observe as seguintes fórmulas eletrônicas (fórmulas de Lewis): Consulte a classificação periódica e escreva fórmulas eletrônicas das moléculas formadas pelos seguintes elementos: c. Fósforo e hidrogênio; d. Enxofre e hidrogênio; e. Flúor e carbono. RESPOSTAS: 15) P e Cℓ têm, respectivamente, 5 e 7 elétrons na camada de valência. a. Escreva a fórmula de Lewis do tricloreto de fósforo. b. Qual é o tipo de ligação formada entre os átomos e qual a polaridade dessa ligação? RESPOSTAS: a) b) Ligação covalente simples polar. 16) Considere o elemento cloro formando compostos com, respectivamente, hidrogênio, carbono, sódio e cálcio. a. Com quais desses elementos o cloro forma compostos covalentes? b. Qual a fórmula eletrônica de um dos compostos covalentes formados? RESPOSTAS: a) Hidrogênio e carbono. b) 17) A relação entre a molécula, sua geometria e sua polaridade está representada corretamente em: a) CCl4, tetraédrica e polar. b) PBr3, piramidal e apolar. c) BeF2, angular e polar. d) CO2, linear e apolar. e) NH3, angular e apolar. RESPOSTA: Afirmativa a: está errada. CCl4 é apolar. Afirmativa b: está errada. PBr é polar. Afirmativa c: está errada. BeF2 é linear e apolar. Afirmativa d: está correta. Afirmativa e: está errada. NH3 é piramidal e polar. 18) Na figura, são apresentados os desenhos de algumas geometrias moleculares SO3, H2S e BeCl2 apresentam, respectivamente, as geometrias moleculares: a) III, I e II. b) III, I e IV. c) III, II e I. d) IV, I e II. e) IV, II e I. RESPOSTAS: SO3: Trigonal (porque não sobram pares de elétrons livres). H2S: Angular (porque sobram pares). BeCl2: Linear (porque não sobram pares). 19) Assinale a alternativa que associa corretamente a coluna de compostos químicos com a coluna de estruturas geométricas. I. NH3 A. Linear II. HF B. Angular III. SO2 C. Piramidal IV. CH4 D. Tetraédrica a) I-A, II-B, III-C, IV-D b) I-A, III-B, IV-C, II-D c) II-A, III-B, I-C, IV-D d) II-A, IV-B, III-C, I-D e) III-A, II-B, IV-C, I-D RESPOSTA: Alternativa “c” a amônia é piramidal, o fluoreto de hidrogênio é linear, o dióxido de enxofre é angular, e o metano é tetraédrico.