1a lista de exercícios capítulos I a IV

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2020-2/2021-2
UFCG – CES – UABQ/UAS
CURSO DE BACHARELADO EM FARMÁCIA
QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA
Horários: Terça/Quinta 10:00-12:00 e Sexta – 08:00 às 10:00 Turma 01(dia)
PROFESSOR: PAULO SÉRGIO GOMES DA SILVA
Estrutura atômica. 1ª e 2ª semana
1 - O cloro ocorre naturalmente como uma mistura de dois isótopos: 35Cl (massa de 34,97 u) e 37Cl (massa de 36,97 u). Se a abundância relativa do isótopo 35Cl é 75,77%, qual é a massa atômica de Cl?
2 - O boro ocorre naturalmente como uma mistura de dois isótopos: 10B (massa 10,01 u) e 11B (massa 11,01 u). Se a massa atômica do boro é 10,81, quais são as abundâncias relativas dos dois isótopos?
3 – O modelo moderno da estrutura do átomo é fruto de muitas experiências. Dê pelo menos três destas experiências, os resultados atingidos e os pesquisadores que as realizaram. 
4 - Dê a equação das principais relações matemáticas importante seguintes que foram mencionadas capítulo de estrutura atômica:
i) A relação entre comprimento de onda, frequência e velocidade de uma radiação.
ii) A relação entre energia e frequência da radiação.
5 - Escreva a configuração eletrônica para os seguintes íons: P5+, P3-, Sn4+, Se2-, I- e Ni2+.
6 - a) O que é um isótopo? b) Por que as massas atômicas dos elementos não são números inteiros?
7 - A radiação na região do ultravioleta do espectro eletromagnético é bastante energética. E essa a radiação que provoca o descoramento dos tecidos e também as queimaduras da pele pela luz solar. Se você receber l mol de fótons com o comprimento de onda de 300 nm, que quantidade de energia (em quilojoules por mol de fótons) está absorvendo?
8 - Quando o Voyager I encontrou o planeta Netuno, em 1989, a distância à Terra era aproximadamente 4,3 109 km. Quanto tempo levavam os sinais de televisão emitidos pela sonda para chegar à Terra?
9 - Se todas as partículas possuem características ondulatórias, por que não observamos a difração em balas de revólver e bolas de beisebol?
10 - Qual o número máximo de orbitais s que se encontra numa camada eletrônica? E o número máximo de orbitais p? E de orbitais d? E de orbitais f?
11 - A Marinha americana tem um sistema de comunicação que opera com submarinos submersos. O sistema usa ondas de rádio com a frequência de 76MHz. Qual o comprimento de onda, em metros, desta radiação? 
12 - A luz verde tem o comprimento de 5,0 102 nm, aproximadamente. Qual a frequência desta luz? Qual a energia, em joules. de um fóton de luz verde? 
13 - Usando a notação espectroscópica, escreva as configurações eletrônicas, no estado fundamental, dos seguintes átomos: 22Ti, 28Co, 33As e 54Xe.
14 - Dê o número máximo de elétrons para os níveis n = 6 e n = 8. 
15 - Quais dos seguintes conjuntos de números quânticos (citados na ordem n, l, ml e ms) são impossíveis para um elétron num átomo, no estado fundamental?
(a) 4, 2, 0,+½ (b) 3, 3, -3, -½ (c) 2, 0,+1, +½, (d) 4, 3, 0,+½, (e) 3, 2, -2, +½
16 - Considerando que cada elétron desemparelhado em um átomo contribui com ½ do spin total, qual o spin eletrônico total para cada um dos seguintes átomos: 11Na, 38Sr, 21Sc, 37Ru, 5B, 15P, 9F e 36Kr.
17 - Diga, entre os seguintes, que orbitais podem existir e quais não podem existir, de acordo com a teoria quântica: 3p, 4s, 2f, 5g e 1p. Explique resumidamente as respostas.
 18 - Descreva o modelo do átomo de Bohr. Como ele difere do modelo planetário baseado na física clássica?
 19 - Como a existência de um espectro de linha favorece o modelo atômico de Bohr?
 20 - Nos termos da teoria da estrutura do átomo de Bohr, por que os elétrons não se movem em espiral para dentro do núcleo?
 21 - Dê o número de prótons e elétrons em:
a)	íon F- 	b) molécula F2 	c) molécula HF	d) íon H+ 
e) íon Cr3+ 	f) molécula HCl 	g) íon Cr2+ 	h) molécula de H2O 
 22 - A prata (massa atômica = 107,87) ocorre na natureza como uma mistura de 51,84% 107Ag e o resto 109Ag.Se a massa isotópica da 107Ag é 106,91, qual é a massa da 109Ag?
(51,84*106,91 + 48,16*x )/100=107,87 51,84*106,91 + 48,16*x = 100*107,87 
 =108,903 5.542,2144
23 - A energia mínima necessária para remover um elétron da superfície do césio metálico é igual a 3,14 10-19J. Determine o comprimento de onda mínimo da luz capaz de produzir uma corrente de fotoelétrons do césio metálico. 
24 - a) Cite dois importantes conceitos da mecânica quântica, associados com o modelo de Bohr do átomo. b) Cite duas importantes melhoras que resultaram da mecânica ondulatória.
 25 - Um determinado átomo neutro tem, no estado fundamental, a estrutura eletrônica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2. Baseando-se nessa informação tanto quanto possível, deduza o seguinte:
i)	o número atômico do elemento	ii) o peso atômico do elemento
iii) o número de elétrons existentes na camada de valência (mais externa)
iv) o número de elétrons desemparelhados existentes no átomo.
 26 - Dê o número máximo de elétrons:
(a) na camada M	(b) na camada L	(c) no orbital 4p
(d) no orbital 5s	(e) na subcamada 3p	(f) na subcamada 3d.
27 - Quando os átomos são excitados, são os elétrons da última camada os que normalmente são promovidos para níveis mais altos. Quais das seguintes configurações corresponderiam a átomos excitados? E a átomos no estado fundamental? Quais são as incorretas? 
a) 1s2 2s0 b) 1s2 2s2 2d0 c) 1s2 2s0 2p2 d) 1s2 2s2 2p4 3s0 e) 1s2 2s4 2p2 
28 - Dados elétrons com os seguintes conjuntos de números quânticos, arranje-os na ordem crescente de energia. Se eles tem praticamente a mesma energia, coloque-os juntos. 
a) 3, 2, 1, ½ 		b) 2, 2, 1, - ½ 		c) 2, 1, 0, ½ 
d) 3, 1, - 1, - ½ 		e) 2, 0, 0, - ½ 		f) 3, 1, 0, ½ 
29 - Quantos elétrons não-pareados são encontrados nos seguintes íons? 
a) Fe 2+ 	b) Fe 3+	c) Ni 2+ 	d) Cl - 	
30 - Escreva o conjunto de quatro números quânticos para o elétron mais externo em:
a. Pb		b . Ba 			c . Ni
31 – O que é princípio da exclusão de Pauli? E a regra de Hond?
Tabela periódica 3ª semana
32 - Com o diagrama das caixas de orbitais (e também na notação de gás nobre), mostre a configuração eletrônica do urânio e do íon urânio (IV). Alguma destas espécies é paramagnética? 
33 - Quantos elétrons desemparelhados têm os íons 28Co3+ e 22Ti2+? Algum deles é paramagnético?
34 - Quais dentre os íons seguintes são paramagnéticos? E quais diamagnéticos? Al, Al3+, Mg, Co, Cr3+.
35 - Alguns dos íons com carga +2, dos elementos do Ti ao Zn, são diamagnéticos? Qual dos íons com carga +2 tem o maior número de elétrons desemparelhados?
36 - Diga o número atômico (nome e o símbolo) e que bloco da tabela periódica os elementos a seguir pertencem.a) G-I período 4 	b) G-XIII período 3 	c) G-XIV período 2 	d)G-II período 6
37 - Por que o flúor apresenta raio atômico menor que o oxigênio e cloro?
38 - Quantos elétrons não pareados são encontrados nos seguintes átomos nos seus estados fundamentais:
a) Mn		b) Sc		c) Fe		d) Zn
39 - O primeiro estado excitado é a configuração mais próxima do estado fundamental e ao mesmo tempo mais alta que este. Escreva a configuração eletrônica correspondente ao primeiro estado excitado dos seguintes elementos:
a) Ne		b) Li.
40 – A) Que subcamada está sendo preenchida para os elementos terras raras e quais são estes elementos? b) Que subcamada eletrônica está sendo preenchida para os actinídeos? c) Baseando-se na configuração eletrônica o que tem em comum os elementos do G-XV?
41 - As energias de ionização do Li e K são 519 e 418 kJ/mol, respectivamente. Dos seguintes valores, qual seria a energia de ionização para o sódio e por quê? 
(a) --334; 	(b) 360; 	(c) -450; 	(d) 494; 	(e) 635.
42 - Os números atômicos de três elementos A, B, e C são 20, 30 e 53, respectivamente. Indicar: a) símbolo, b) configuração eletrônica, c) posição na tabela periódica, d) ordenar por eletronegatividade.
43 - O raio atômico, energia de ionização, afinidade eletrônica, eletronegatividade, caráter metálico e poder oxidante e redutor são propriedades periódicas, defina e explique cada uma de elas indicando as tendências na tabela periódica.
44 - Quais dasseguintes designações de orbitais não são possíveis: 6s, 2d, 8p, 4f, 1p e 3f?
45 - A quais grupos da T.P. pertencem os seguintes elementos: Cl, Al, Cs, Ce e U? Por que o Al é usado como material estrutural de baixo peso? Como reage com a água? Compare com o Fe.
46 - Escreva uma tabela comparativa das principais propriedades físicas e químicas dos metais e não metais.
47- Qual é a configuração eletrônica e valência mais provável do elemento de número atômico 10?
48 - Quais as características em comum que possuem os metais de transição? Explique brevemente cada uma de elas.
49 - Quais são algumas das aplicações dos lantanídios?
50 - Defina ou explique os seguintes termos: período, grupo, grupo B, elemento representativo, elemento de transição interna?
51 - Em qual grupo da tabela periódica está: a) um halogênio, b) um metal alcalino, c) um metal alcalino-terroso, d) um calcogênio, e) um gás nobre?
52 - Por que um número de elementos de cada período da tabela periódica aumenta de cima para baixo?
53 - Usando somente a tabela periódica, dê as configurações eletrônicas nos estados fundamentais de: 
a) Al3+, 	b) Ca2+, 	c) Rb+, 	d) O2-, e) Br-, f) Ti2+, g) Mn2+
54 - Usando somente a tabela periódica, dê o símbolo do átomo, no estado fundamental, que tem a seguinte configuração na camada de valência: 
a) 3s2, b) 2s2, 2p1, c) 4s2, 4p3, d) 5s2, 5p4, e) 6s2, 6p6.
55 - Onde se encontram na tabela periódica os elementos com primeiras energias de ionização mais altas. Explique?
56 - Para cada um dos seguintes pares de átomos, indique qual tema primeira energia de ionização mais alta e explique brevemente por que: 
(a) S e P, 	(b) Al e Mg, 	(c) Sr e Rb, 	(d) Cu e Zn, 	(e) Rn e At, 	(f) K e Rb.
57 - Como a primeira energia de ionização do íon Cl- está relacionada com a afinidade eletrônica do átomo de Cl?
58 - Por que a segunda energia de ionização de qualquer átomo é maior do que a primeira?
59 - Para cada um dos seguintes pares de átomos, estabeleça qual deveria ter a maior afinidade eletrônica e explique por que: 
a) Br e I,	 b) Li e F, 	c) F e Ne;	
60 - As seguintes partículas são isoeletrônicas, isto é, possuem a mesma configuração eletrônica. Coloque-as em ordem decrescente de raios: Ne, F-, Na+, O2- Mg2+.
61 - Que elemento é: a) um halogênio no quinto período, b) um gás nobre no terceiro período, c) um metal alcalino com mais uma camada ocupada do que o potássio, d) um elemento de transição com uma configuração 4d3?
62 - Coloque em ordem decrescente de raio atômico: Se2-, S2-, Te2-, O2-.
63 - Quantos elétrons estão presentes na camada de valência de:
a) N3-		b) O2-		c) F		d) Ne
64 - Organize os seguintes átomos na sequência de energias de ionização crescentes: Si, K, As e Ca. Compare os elementos Li, K, C e N.
a) Qual tem o raio atômico maior? b)Qual tem a afinidade ao elétron mais negativa?
c) Ordene os elementos pelas energias de ionização crescentes.
Ligações químicas	4ª semana
66 - Em cada par de ligações seguinte, diga qual a mais curta.
a) Si—N ou P—O		b) Si—O ou C—O	c) C—F ou C—Br 	
d) A ligação C=C ou a ligação C=N na acrilonitrila (H2C = CH—C=N).
67 - Considere a ligação carbono-oxigênio no formaldeído (H2CO) e no monóxido de carbono (CO). Em que molécula a ligação CO é mais curta? Em que molécula é mais forte?
68 - Indique que tipo de composto (iônico ou covalente) seria esperado das possíveis combinações binárias dos seguintes elementos: O, S, Fe, Cl, Al. Considere a eletronegatividade dos elementos.
69 - Compare as propriedades das substâncias sólidas em função do tipo de ligação que formam (tipo de rede, força de ligação, propriedades e indique alguns exemplos). 
70 - Os compostos iônicos seguintes cristalizam, todos em uma rede NaCl: MgO, MgS, MgSe e MnO. Suas distâncias interiônicas são: 2,10; 2,60; 2,73 e 2,24 Å. Se o raio do íon S2- é de 1,84 Å. Quais os raios dos demais íons nos outros compostos. 
71 - Usando a Tabela Periódica determine o número de ligações covalentes que são possíveis para os elementos Ge, P, Se, e Cl.
72 - O Cl apresenta afinidade eletrônica maior que o F (Flúor), mas sua eletronegatividade é menor que a do F. Qual das extremidades da molécula de ClF voce esperaria que fosse positiva? Explique a resposta. 
73 - Descreva detalhadamente a ligação metálica.
74 - Em relação à seguinte reação química: Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) +3CO2(g) 
a) Indique o tipo de ligação química que deu origem a cada uma das espécies envolvidas: Fe(s), CO(g), CO2(g), Fe2O3(s) 
b) Quais das espécies são polares? Porque? 
75 - O angulo de ligação da água é 104,5°, entretanto aquele do H2S é 92°. Como você interpreta essa diferença baseando-se na configuração eletrônica e a estrutura mais provável? Explicar detalhadamente.
76 - Espécies isoeletrônicas, são espécies com a mesma configuração eletrônica. Dado as espécies: Na+, H, H+, Ne, Be2+, K+, S2-, F, He, N3- e Ca. Mostre as configurações eletrônicas e indique quais espécies são isoeletrônicas.
77 - Qual das seguintes ligações você esperaria ser a mais polar? 
a - I – Cl 	b. I – Br 		c - I – S 		d - I – I
78 - Dê a fórmula ou íon na qual o átomo de.
a - N forma quatro ligações utilizando orbitais híbridos sp3 	
b - N forma uma ligação pi () e duas sigmas ().
c - C forma quatro ligações, três nas quais se utilizam orbitais híbridos sp2. 
79 - Descreva como você determina 
a - se uma molécula é polar ou não	
b - a hibridização de um átomo em uma molécula 	
c - o número de pares de elétrons ligantes e não-ligantes nos átomos de uma molécula.
80 - Determine a geometria das seguintes moléculas: BeCl2, CS2, BF3 , SnCl2(g), CCl4, NH4+, NH3, PH3, H2O, OF2, PF5, PCl5, SF4, ClF3, XeF2, SF6, ClF5, XeF4 (leia em um livro de química geral - Kotz & Treichel - a respeito das exceções à regra do octeto).
81 - Faça uma previsão quanto à polaridade das seguintes moléculas: CCl4, CS2, PCl5, BF3 e SF4. Justifique a resposta.
82 - Ordene as seguintes moléculas em ordem crescente de (a) polaridade: H2S, SO2 e CO2
83 - Comparando as substâncias de fórmulas HF e NaF, é possível prever qual apresenta maior ponto de fusão. Diga qual é a substância e explique como chegou a essa conclusão.
84 - Considere as substâncias O2, HCl, H2O, NH3, CO, CHCl3 no estado sólido ou líquido. Indique o tipo de força intermolecular predominante em cada uma delas.
85 - Em uma tabela de propriedades físicas dos compostos orgânicos, foram encontrados os dados abaixo para compostos de cadeia linear. Estes compostos são etanol, heptano, hexano e 1-propanol, não necessariamente nesta ordem.
	Composto
	Ponto de Ebulição (°C)
	Solubilidade em água
	I
	69,0
	Insolúvel
	II
	78,5
	Solúvel
	III
	97,4
	Solúvel
	IV
	98,4
	Insolúvel
Dados:
Etanol: H3C – H2C – OH
Heptano: H3C – H2C – H2C – H2C – H2C – H2C – CH3
Hexano: H3C – H2C – H2C – H2C – H2C – CH3
1-propanol: H3C – H2C – H2C – OH
Quais são os compostos I, II, III e IV?
86 - Forneça a ordem crescente de pontos de ebulição das substâncias com fórmulas: (I) H3C – CH2 – OH 	(II) CH4	(III) CH3 – CH3 
87 - A substância menos volátil, ou seja, a de maior ponto de ebulição é:
 a) H3C - CH2 - CH3 b) H3C - O - CH3 c) H3C - O - CH2 - CH3 d) H3C - CH2 – OH e) H3C - CH2 - CH2 - OH
88 - No processo de ebulição do hidrogênio (H2), são rompidas:
Ligações covalentes.	d) Pontes de hidrogênio.
Ligações covalentes e pontes de hidrogênio.
Forças dipolo induzido. e) Forças dipolo induzido e ligações covalentes.
89 - Complete a tabela e explique por que os pontos de ebulição crescem na sequência observada.
	Substância
	Massa molecular (u)
	Tipo de força intermolecular
	PE(°C)
	CH3CH2CH2CH3
	58
	
	0
	CH3OCH2CH3
	60
	
	8
	CH3CH2CH2OH
	60
	
	98
 
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