LISTA 02-Arquitetura Atômica

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ 
CAMPUS MINISTRO PETRÔNIO PORTELLA 
DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL DQUI/CCN002 PERÍODO: 2019.1 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
PROF. JOÃO SAMMY NERY DE SOUZA 
LISTA 02 
 
Aluno(a)____________________________________________________________________________ 
 
 
1. O olho humano é mais sensível nos comprimentos de onda em torno de 500 nm. Qual é a frequência 
correspondente a este comprimento de onda? 
2. Uma lâmpada fluorescente pode produzir 10 W de luz visível. Supondo que o comprimento de onda 
médio dos fótons seja igual a 500 nm e que cada um deles tenha energia igual a hv, quantos fótons 
são produzidos por segundo pela lâmpada? 
3. Calcule a relação carga massa do íon Ag+. Compare com a relação e/m do elétron. 
4. Explique como o valor da relação carga massa do íon Ag+ poderia ser determinado por meio de um 
experimento de eletrólise. 
5. Se um espectroscopista observasse uma linha de absorção em  = 600 nm, qual seria a separação 
entre os níveis de energia correspondente a este comprimento de onda, ou seja, sua energia? 
6. Pode-se corrigir a equação que descreve a série de Balmer para o átomo de H considerando a massa 
reduzida do 1H. Neste caso, temos que 
 
 Calcule o comprimento de onda no vácuo da luz emitida quando ni = 3 e 4. (Os valores experimentais 
são 665,46 nm e 486,27 nm) 
 
7. Mostre todas as combinações possíveis de números quânticos para um elétron num orbital 5d. 
8. Explique o porquê da impossibilidade de se ter um orbital 3f ou 4g. 
9. Considere um orbital 2pz e sua função de onda. Qual seria o valor de  se r estivesse contido no plano 
xy? Qual o valor de  (2pz) quando r estiver nesta condição, utilizando a tabela 10.5. Estes são 
denominados os planos nodais deste orbital. 
10. O orbital 2s também possui um nó, mas ele se constitui numa superfície esférica. Qual é a expressão 
que permite calcular o raio desta esfera? 
11. Quais são as unidades SI básicas para o comprimento de onda da luz, frequência a luz e velocidade 
da luz? 
12. Qual a relação entre o comprimento de onda e a frequência da energia radiante? O ozônio na 
camada superior da atmosfera absorve energia na faixa de 210-230 nm do espectro. Em qual região 
do espectro eletromagnético essa radiação ocorre? 
13. Determine quais das seguintes afirmativas são falsas e corrija-as. 
a) A radiação eletromagnética é incapaz de atravessar a água. 
b) A radiação eletromagnética move-se no vácuo a uma velocidade constante, não importando o 
comprimento de onda. 
c) A luz infravermelho tem frequências mais altas que a luz visível. 
d) O fogo de uma lareira, a energia de um forno micro-ondas e o som do toque da buzina de navios 
são todas formas de radiação eletromagnética. 
14. Organize os seguintes tipos de energia eletromagnética em ordem crescente de comprimento de 
onda: infravermelho, luz verde, luz vermelha, ondas de rádio, raios X, luz ultravioleta. 
15. Responda aos seguintes itens: 
a) Qual é a frequência de radiação que tem um comprimento de onda de 0,452 pm? 
b) Qual é o comprimento de onda de radiação que tem uma frequência de 2,55 x 1016 s1-? 
c) Quais radiações seriam visíveis a olho nu, as do item (a) ou do item (b)? 
d) Qual a distância percorrida por uma radiação eletromagnética em 7,50 ms? 
e) Qual é a frequência da radiação cujo comprimento de onda é de 589 nm? 
f) Qual é o comprimento de onda da radiação que tem a frequência de 1,2 x 1013 s1-? 
g) Quais radiações seriam detectadas por um detector de radiação infravermelho, as do item (e) ou 
as do item (f)? 
16. Átomos de mercúrio excitados emitem luz intensa em um comprimento de onda de 436 nm. Qual é 
a frequência desta radiação? Utilizando a figura de espectro de radiação visível (fig 6.4), determine a 
cor associada ao seu comprimento de onda. 
17. Um laser de íon de argônio emite luz a 489 nm. Qual é a frequência de sua radiação? Essa emissão 
está no espectro visível? No caso de resposta afirmativa à pergunta anterior, qual é a cor dessa 
emissão? 
18. O que significa dizer que a energia é quantizada? 
19. Por que não notamos a quantização da energia nas atividades cotidianas? 
20. O primeiro artigo de Einstein de 1905 sobre o efeito fotoelétrico foi a primeira importante aplicação 
da hipótese de quantum de Planck. Descreva a hipótese original de Planck e explique como Einstein a 
usou em sua teoria do efeito fotoelétrico. 
21. Calcule o menor incremento de energia (um quantum) que pode ser emitido ou absorvido a um 
comprimento de onda de 812 nm? Calcule a energia de um fóton de frequência 2,72 x 1013 s1-. Que 
comprimento de onda de radiação tem fótons de energia 7,84 x 1018 J? Em que posição do espectro 
eletromagnético essa radiação seria encontrada? 
22. Explique como a existência de espectro de linhas é consistente com a teoria de Bohr sobre energias 
quantizadas para o elétron no átomo de hidrogênio. 
23. Nos termos da teoria de Bohr para o átomo de hidrogênio, qual processo ocorre quando seus átomos 
excitados emitem energia radiante com determinado comprimento de onda? Um átomo de hidrogênio 
“expande-se ou contrai-se” ao mover-se de seu estado fundamental para um estado excitado? 
24. Quando as seguintes transições eletrônicas ocorrem no hidrogênio, a energia é emitida ou 
absorvida? 
a) De n = 4 para n = 2; 
b) De um orbita de raio 2,12 Å para um raio de 8,48 Å; 
c) Um elétron se junta ao íon H+ e fica no nível n = 3. 
25. Utilizando a equação de Bohr (6.5), calcule a energia de um elétron no átomo de hidrogênio quando 
n = 2 e quando n = 6. Calcule o comprimento de onda da radiação liberada quando um elétron se 
move de n = 6 para n = 2. Essa linha está na região visível do espectro eletromagnético? Se a resposta 
for sim, qual a sua cor? 
26. A distância média do núcleo a um elétron 3s em um átomo de cloro é menor que para um elétron 
3p. considerando esse fato, qual orbital é de energia mais alta? Você esperaria que a remoção de um 
elétron 3s de um átomo de cloro necessite de mais ou menos energia quando comparado a um elétron 
2p? Explique. 
27. Quais são os possíveis valores do número quântico de spin do elétron? Que peça de equipamento 
experimental pode ser utilizada para distinguir os elétrons que tenham valores diferentes do número 
quântico de spin do elétron? Dois elétrons em um átomo ocupam o orbital 1s, qual a grandeza deve 
ser diferente para esses dois elétrons? Que princípio governa a resposta desta última questão? 
28. Explique o princípio de exclusão de Pauli com suas próprias palavras. 
29. Quais são as configurações eletrônicas do estado fundamental das seguintes espécies: Li+, B, O2-, 
Mg, Se. Indique todos os elétrons. 
30. Indique e agrupe as espécies isoeletrônicas e mostre a configuração eletrônica do estado 
fundamental dos seguintes átomos e íons: Na+, H, H-, Ne, Be2+, K+, S2-, F, He, N3-, Ca2+ e He+. 
31. Os elétrons 4s, 5s e 6s são removidos antes dos elétrons d, nos íons de metais de transição. Repita o 
problema anterior para V2+, Cr3+, Fe3+, Zn2+, Ag+ e Pt2+. 
32. Os íons Zn2+ e Ag+ formam complexos com amônia, em solução aquosa, que apresentam 
estabilidades similares, apesar do zinco e prata estarem em diferentes colunas da tabela periódica. Dê 
uma sugestão para explicar este comportamento. 
33. Identifique quais dos seguintes átomos ou íons possuem orbitais s, p ou d semi-preenchidos, no 
estado fundamental: Cl-, N, Be+, C, Mg+, S+, Mn2+. Mostre a configuração eletrônica de cada um 
deles. 
34. Observe a Fig. 10.10 e escreva a configuração eletrônica dos três primeiros estados excitados do 
átomo de Li. Quais são as configurações do estado fundamental e do primeiro estado excitado do 
Li+? 
35. Utilize o conceito de blindagem para explicar o porquê do átomo de hélio ter uma energia de 
ionização maior do que do hidrogênio, enquanto que a energia de ionização do lítio é menor. 
36. Os valores de I1, mostrados na Fig. 10.20, contêm irregularidades na faixapróxima de Z = 30. 
Entre-a e mostre as razões do aparecimento destas irregularidades, baseando-se nas suas 
configurações eletrônicas. 
37. As espécies He e H- são isoeletrônicas, mas os elétrons em H- devem estar menos firmemente 
ligados ao núcleo, por causa da carga negativa. Compare o raio entre essas duas espécies químicas. 
38. Calcule a variação de energia observada na reação em 
 
 Esta é uma reação exotérmica ou endotérmica? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Anexos para resolução das questões 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Função de onda para subnível 2s 
 
 
 
   







2
18 1
J 1018.2
n
E
Eq. 6.5. Equação de Bohr 
Fig. 6.4 comprimentos de onda de radiação eletromagnética 
característicos de várias regiões do espectro eletromagnético.