Exercícios química geral

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QUÍMICA GERAL 
2ª LISTA DE EXERCÍCIOS 
1) O comprimento de onda da luz verde dos semáforos está centrado em 522nm. Qual é frequência e energia desta 
radiação? 
2) Calcule a energia (em J) de um fóton de comprimento de onda 5,00x104nm. 
3) Calcule a energia, em aJ, de um fóton cuja frequência é de 5,2x1014 Hz. 
4) Calcule a energia total, em aJ, para um átomo de hidrogênio se r = 1Å. Qual seria a velocidade do elétron ?. Repita estes 
cálculos para r = 2Å. 
5) Calcule o comprimento de onda e determina qual a região do espectro eletromagnético de: 
a. Um próton movendo-se a 1/100 da velocidade da luz; 
b. Uma bala de rifle, de massa 5,0g, viajando a duas vezes a velocidade do som (velocidade do som = 310 m.s-1); 
c. Uma bola de gude, de massa igual 5,00g, viajando a 1,00 m.s-1; 
d. Um carro, de massa igual a 2,154 kg, viajando a 120,0 km.h-1. 
6) Qual é o comprimento de onda de um fóton (em nm) emitido durante uma transição do estado n i = 5 para o estado nf = 
2 no átomo de hidrogênio ? 
7) Quando um feixe de elétrons se choca com um bloco de cobre são emitidos raios-X com frequência de 2,0x1018 Hz. Qual 
o comprimento de onda, em pm, e a energia destes raios-X ? 
8) Calcule a energia emitida pelo núcleo de um átomo de fero 57 que apresenta comprimento de onda igual a 86 pm. 
9) Sobre uma superfície de potássio, que apresenta a função de tralho (ø) de 2,29 eV, incide-se uma radiação de 
comprimento de onda de 0,2 m. (Dados: Efóton = Ec + ø ; Ec = q.V, onde q = carga do elétron e V é a ddp). 
a. Justifique porque ocorre efeito fotoelétrico; 
b. Calcular a velocidade dos elétrons emitidos; 
c. Calcular qual deverá ser a diferença de potencial aplicada, quando uma placa metálica é colocada na frente 
do potássio para receber os elétrons ejetados. 
10) Muitas misturas para fogos de artifício dependem da combustão do magnésio para óxido de magnésio, na qual o calor 
produzido torna o óxido incandescente e produz uma luz branca brilhante. A cor da luz pode ser modificada pela inclusão 
de nitratos e cloretos de elementos que têm bandas de absorção na região do visível. Muitas vezes o nitrato de bário é 
adicionado para produzir a cor amarela-esverdeada. O íon bário excitado gera luz de 487nm, 524nm, 543nm, 553nm e 
578nm. Calcule a energia em cada caso e suas respectivas frequências. 
11) Um laser usado em cirurgia de olhos, para reparar retinas deslocadas, produz radiação com comprimento de onda de 
640nm. Calcule a frequência e a energia desta radiação. 
12) Uma estação de rádio transmite a uma frequência de 105,1 MHz. Calcule: 
a. O comprimento de onda desta radiação; 
b. Energia deste comprimento de onda. 
13) Considere as seguintes afirmações sobre a radiação eletromagnética e determine se são verdadeiras ou falsas. Se forem 
falsas, explique: 
a. A energia cinética de um elétron ejetado de uma superfície metálica, quando este é irradiado com radiação 
ultravioleta, é independente da frequência da radiação. 
b. Fótons de radiação ultravioleta têm menor energia que fótons da radiação infravermelha. 
c. A energia de um fóton é inversamente proporcional ao comprimento de onda da radiação. 
d. À medida que a temperatura de um corpo aumenta, a intensidade do comprimento de onda máximo diminui. 
14) Os fornos de micro-ondas utilizam radiação para aquecer os alimentos. As micro-ondas são absorvidas pela umidade do 
alimento e transferida para outros componentes do alimento. Suponha que a radiação de micro-ondas tenha 
comprimento de onda de 11,2cm. Quantos fótons são necessários para aquecer 200mL de café de 23o para 60o ? 
15) Um próton é acelerado em um cíclotron a 3,0x102 km.s-1. Qual é a incerteza na sua posição ? 
16) Calcule a incerteza mínima na velocidade de um elétron confinado em uma nanopartícula de diâmetro igual a 2,00x102nm 
e compare com a incerteza na velocidade de um elétron confinado em um fio de cobre de 1,00 mm de comprimento. 
17) Escreva os seis conjuntos dos quatro números quânticos para um elétron em um orbital 3p. 
18) Desenhe os contornos de probabilidades de se encontrar um elétron para as seguintes funções de onda: 
a. 3,0,0 
b. 2,1,1 
c. 3,2,1 
d. 4,2,0 
19) Para o conjunto os quatro números quânticos (n, l, ml, ms) identifique quais não devem existir e justifique tua resposta: 
a. {4, 2, -1, + ½ } 
b. {5, 0 -1, - ½} 
c. {4, 4, -1, + ½} 
d. {2, 2, -1, - ½} 
e. {6, 0, +1, - ½} 
f. {5, 4, +5, + ½} 
20) Escreva a configuração eletrônica, do estado fundamental, para o paládio, que é diamagnético. 
21) Explique a afirmação: “a matéria e a radiação têm uma natureza dual”. 
22) Qual o significado físico da função de onda ? 
23) Qual a diferença entre os orbitais 2px e 2py ? 
24) Um químico descobre que 30,82g de nitrogênio reagirão com 17,60g, 35,20g, 70,40g e 88,00g de oxigênio para formar 
quatro compostos diferentes. 
a. Calcule a massa de oxigênio por grama de nitrogênio em cada composto; 
b. Como os números do item anterior confirmam a teoria atômica de Dalton ? 
25) Por que o modelo nuclear de Rutherford para o átomo é mais consistente com os resultados de seus experimentos de 
dispersão de partículas  do que o modelo de Thomson ? 
26) Explique como a existência de espectro de linhas é consistente com a teoria de Bohr sobre energia quantizada para 
elétrons no átomo de hidrogênio. 
27) O watt é a unidade derivada SI que indica potência: 1 W = 1 J.s-1. Um laser semicondutor em um aparelho de CD tem 
comprimento de onda igual a 780nm e nível de potência de 0,10mW. Quantos fótons incidem em sua superfície durante 
a execução de um CD com 69 minutos de duração ? 
28) Preencha as lacunas da seguinte tabela, supondo que cada coluna representa um átomo neutro: 
Símbolo 52Cr 121Sb 
Prótons 33 77 38 
Nêutrons 42 20 50 108 
Elétrons 20 86 74 57 
No Massa 222 193 139 
 
29) Um átomo de certo elemento tem 15 elétrons. Sem consultar a Tabela Periódica, responda: 
a. Qual é a configuração eletrônica do estado fundamental deste elemento ? 
b. Como deve ser classificado este elemento ? 
c. Este elemento é diamagnético ou paramagnético ? 
30) Para cada um dos pares seguintes, justifique qual é o maior: 
a. N3- e F-; 
b. Mg2+ e Ca2+; 
c. Fe2+ e Fe3+ 
31) O que está errado na afirmação: “Os átomos do elemento X são isoeletrônicos com os átomos do elemento Y” ? 
32) Explique por que podemos estimar o caráter de uma ligação (iônica ou covalente) em termos das eletronegatividades dos 
elementos. 
33) Escreva as funções de ondas que podem ser obtidas para n =2. 
34) Determine a probabilidade de encontrar um elétron 1s no interior de uma esfera de raio R = a0 (usar Z = 1). 
35) Calcule o valor esperado de r para o elétron 1s. 
36) Prove que a função 𝑌1,𝑐𝑜𝑠
1 = (
3
4𝜋
)
1
2⁄
𝑠𝑒𝑛𝜃 𝑐𝑜𝑠𝜑 recebe o nome de “px”. 
37) Desenhe as curvas de nível para o quadrado da função 1s do átomo de hidrogênio sobre qualquer plano de contenha a 
origem, especificamente para 1s = 0,1; 0,01; 0,001; 0,0001 e 0,00001 (u.a.)-3. Dado: 𝜌1𝑠 = 
1
𝜋
 𝑒−2𝑟