Atividade_II (2)

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Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São 
Paulo 
 
 
Kelly Rodrigues De Lima 
Marcos Gregório Da Silva 
Paulo Urbano dos Santos 
 
 
 
 
 
Atividade II: Estrutura Eletrônica de Átomos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo 
2020 
 
 
1. O que significa o termo composição de um material? 
A composição é o termo que significa a constituição química de um material; a 
estrutura significa uma descrição do arranjo de átomos em diferentes níveis de detalhes; a 
síntese é o termo que se refere à obtenção dos materiais, se ocorrem naturalmente ou se são 
quimicamente produzidos; e o processamento. 
 
2. O que significa o termo estrutura de um material? Quais os diferentes níveis de estrutura 
de um material? 
Estrutura subatômica envolve elétrons dentro dos átomos individuais e interações com 
o seu núcleo. Num nível atômico, estrutura abrange a organização dos átomos ou moléculas 
entre si. O próximo reino estrutural maior, que contém grandes grupos de átomos que estão 
normalmente aglomerados entre si, é denominado "microscópico", significando aquilo que é 
submetido à observação direta usando algum tipo de microscópio. Finalmente, os elementos 
estruturais que podem ser visto com olho nu são denominados "macroscópicos". A noção de 
"propriedade" merece elaboração. Enquanto usado em serviço, todos os materiais são 
expostos a estímulos externos que evocam algum tipo de resposta. Por exemplo, uma amostra 
submetida a forças irá experimentar deformação, ou uma superfície de metal polido refletirá 
luz. Propriedade é um traço (característica) de um material em termos do tipo e magnitude de 
resposta a um específico estímulo imposto. Geralmente, definições de propriedades são feitas 
independente da forma e tamanho do material. 
 
3. Por que é importante considerar a estrutura de um material ao projetar e produzir 
materiais de engenharia? 
Porque cada tipo de material possui propriedades específicas, e estas podem 
influenciar positivamente ou negativamente no material de engenharia que está sendo 
projetado. 
 
4. Qual é a diferença entre microestrutura e macroestrutura de um material? 
A microestrutura de um material compreende as características físicas do material que 
podem ser observadas ao microscópio (macroestrutura, em contrapartida, se refere às 
características observáveis ao olho nú). 
 
5. Citar dois conceitos quânticos-mecânicos importantes associados ao modelo atômico de 
Bohr. 
O modelo atômico de Bohr considera que os elétrons circulam ao redor do núcleo em 
orbitais discretos e a posição de qualquer elétron específico está mais ou menos bem definida 
em termos de seu orbital. 
 
 
 
 
6. Citar dois refinamentos adicionais importantes que resultaram do modelo atômico 
mecânico-ondulatório. 
Em primeiro lugar, quanto menor o número quântico principal, menor o nível 
energético; por exemplo, a energia de um estado 1s é menor que a de um estado 2s, que por 
sua vez é menor que a de um estado 3s. Em segundo lugar, dentro de cada camada a energia 
de uma subcamada aumenta com o valor do número quântico l. Por exemplo, a energia de um 
estado 3d é maior que a de um estado 3p, que por sua vez é maior que a de um estado 3s. 
 
7. A folha de alumínio utilizada na preservação de alimentos pesa em torno 
de 0,0465 g/cm2. Quantos elétrons estão contidos em um centímetro quadrado desta folha? 
No estado fundamental, o número atômico é igual à quantidade de elétrons, tendo 
em vista que nesse estado o elemento é neutro, portanto, a quantidade de cargas positivas 
(prótons) precisa ser igual à quantidade de cargas negativas (elétrons) do átomo. Dessa 
forma cada átomo de alumínio tem 13 elétrons. 
 
Massa atômica do Al = 27 u 
 
Considere 6,02.10²³ átomos, logo: 
 
E = 13 x 6.02.10²³ x 0,0465 x 1 / 27 
 
E = 3,6390923/ 27 
 
E = 𝟏. 𝟑𝟒𝟖𝟐𝟗𝟎𝟒𝟐𝟐 elétrons 
 
8. Para revestir uma peça de aço (área superficial: 1,290 cm2) com uma camada de níquel de 
0,005 cm de espessura: 
a. Quantos átomos de níquel são necessários? 
I. Cálculo do Volume: 
 𝑉 = (1290 𝑐𝑚2). (0,005𝑐𝑚) = 6,45𝑐𝑚³ 
II. Cálculo do número de átomos 
𝑁𝑁𝑖 = (6,45 𝑐𝑚
3) (
8,902𝑔 𝑁𝑖
1 𝑐𝑚3
) . (
1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑖
58,71 𝑔 𝑁𝑖
) . (
6,022. 1023 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠
1 𝑚𝑜𝑙
)
= 𝟓, 𝟖𝟖𝟗. 𝟏𝟎𝟐𝟑 á𝒕𝒐𝒎𝒐𝒔 
 
b. Quantos moles de níquel são necessários? 
𝑁𝑀𝑜𝑙 = (6,45 𝑐𝑚
3) (
8,902𝑔 𝑁𝑖
1 𝑐𝑚3
) . (
1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑖
58,71 𝑔 𝑁𝑖
) = 𝟎, 𝟗𝟕𝟖 𝒎𝒐𝒍𝒆𝒔 
 
 
9. Vamos supor que um elemento tenha valência 2 e número atômico 27. Com base apenas 
nos números quânticos, quantos elétrons devem existir no nível de energia 3d? 
De acordo com a distribuição teremos na última distribuição da camada 3d com 2 
elementos na camada de valência (os estados na camada eletrônica mais externa, ou de 
valência que estão completamente preenchidos) teremos 3 elétrons no nível de energia. 
 
10.Determinar se cada uma das configurações eletrônicas dadas abaixo pertence a um gás 
inerte, a um halogênio, a um metal alcalino, a um metal alcalino-terroso, ou a um metal de 
transição. Justifique suas escolhas. 
 
a) Cobalto (Co). Trata-se de um metal de transição de transição, pois esta classificado no grupo 
9 (numeração IUPAC) da tabela periódica. Possui número atômico 27 e massa atômica 58,93u, 
camada N (n=4). 
b) Argônio (Ar). Trata-se de um gás nobre, pois está classificado no grupo 18 (numeração 
IUPAC) da tabela periódica. Possui número atômico 18 e massa atômica 39.95u, camada M 
(n=3). 
c) Fluor (F). Trata-se de um halogênio, pois está classificado no grupo 17 (numeração IUPAC) 
da tabela periódica. Possui número atômico 9 e massa atômica 19 u., camada L (n=2). 
d) Magnésio (Mg). Trata-se de um metal alcalino-terroso, pois está classificado no grupo 2 
(numeração IUPAC) da tabela periódica. Possui número atômico 12 e massa atômica 24,31u, 
camada M (n=3). 
e) Titânio (Tí). Trata-se de um metal de transição, pois está classificado no grupo 4 (numeração 
IUPAC) da tabela periódica. Possui número atômico 22 e massa atômica 47,88u, camada N 
(n=4). 
f) Potássio (K). Trata-se de um metal alcalino, pois está classificado no grupo 1 (numeração 
IUPAC) da tabela periódica. Possui número atômico 19 e massa atômica 39,10u, camada N 
(n=4).