Lista de exercícios 2

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Alunos: Luiz Fernando Castelo Oliveira – 120046009 
Lucas Jaconne Martins – 120046034 
 
Materiais – V1. 
 
Lista de Exercícios 2 
 
1. Segundo a teoria atômica de Dalton, os átomos de um determinado elemento 
são idênticos em massa e tamanho. Critique esta afirmação. 
 
Nem todos os átomos de determinado elemento são idênticos em massa e tamanha pois 
existem os isótopos, que são átomos que apresentam o mesmo número atômico, por 
pertencerem ao mesmo elemento químico, mas diferentes números de massa. 
 
2. Por que uma lâmpada emite luz quando acesa? 
 
Uma lâmpada incandescente funciona pelo motivo de ter um filamento de tungstênio em 
seu interior. Foi-se observado que quando os gases ficam sobre um abaixa pressão e que 
quando submetidos à eletricidade, os elétrons passam de uma extremidade para a outra 
gerando assim a luz, quanto mais eletricidade no gás, mais luz eles emitem. 
 
3. É possível identificar um elemento químico por meio da tonalidade 
(comprimento de onda) da luz emitida após aquecimento. Justifique a sua resposta. 
 
Sim, e esta identificação é chamada de análise qualitativa por via seca, que é utilizada 
para identificar metais através da cor de chama que é emitida. Cada elemento químico 
tem seu espectro característico, ou seja, cada átomo possui linhas de absorção ou emissão 
em comprimentos de onda específicos dentro do espectro da radiação eletromagnética. 
 
4. Por que os filamentos de lâmpada incandescente são feitos geralmente de 
tungstênio? 
 
É feito desse material por ter uma grande resistência física e por ter um alto ponto de 
fusão (3.422°C) deste metal. Por isso, quanto maior a temperatura do filamento, maior 
será o rendimento da lâmpada. 
 
5. Um alvo metálico quando bombardeado com elétrons de alta energia (ou 
velocidade) emite raios x. Justifique a sua resposta. 
 
Existem situações em que elétron pode interagir com um átomo quebrando sua 
neutralidade (ionizando-o), ao retirar dele elétrons pertencentes à sua camada mais interna 
(K). Ao retirar o elétron da camada K, começa o processo de busca de equilíbrio, por 
elétrons de camada superiores. Dependendo de camada que vem o elétron que ocupa a 
lacuna da camada K, teremos níveis de radiação diferenciados. 
 
 
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6. É possível identificar um elemento químico por meio do comprimento de 
onda dos raios x emitidos por um material quando bombardeado com elétrons. 
Justifique a sua resposta. 
 
Sim, pois cada material emite um nível de radiação, dependendo do seu número atômico, 
como por exemplo o tungstênio que possui radiações características da ordem de 70 keV. 
 
7. Explique o princípio da exclusão de Pauli. 
 
Cada elétron pode ser associado à quatro números quânticos. Esses números determinam 
a posição do elétron em sua camada, subcamada e orbital, assim como seu sentido. Dois 
elétrons ocupam o mesmo orbital e não se repelem devido girarem contrariamente um em 
relação ao outro, dessa forma, o magnetismo em razão do spin de um elétron é anulado 
pelo magnetismo do spin oposto, ficando um sistema estável. Isso é estabelecido pelo 
Princípio de Exclusão de Pauli, que define que dois elétrons de um átomo não podem ter 
os mesmos números quânticos. 
 
8. Relacione o ponto de fusão de um material com a sua energia de ligação. 
 
O ponto de fusão de um material está diretamente ligado à sua energia de ligação, uma 
vez que quanto mais intensa é a energia de ligação, mais calor é necessário para provocar 
um aumento no grau de agitação dos átomos do material e, dessa forma, promover a 
mudança de fase. 
 
9. Por que o diamante tem alto ponto de fusão enquanto o ponto de fusão do 
polietileno é muito mais baixo? (Os dois materiais apresentam ligações covalentes 
fortes!). 
 
As cadeias macromoleculares do polietileno se encontram ligadas por Pontes de 
Hidrogênio que se quebram por ação do calor, fundindo-se o material. Já os diamantes 
possuem ligações covalentes muito estáveis, difíceis de serem quebradas. 
 
10. a) Por que o diamante é duro e o polietileno é mole? b) Por que o diamante é 
frágil e o polietileno é maleável? 
 
O diamante possui uma estrutura atômica cristalina, formada por átomos de carbono 
ligados cada um a outros quatro átomos de carbono. Ele possui uma estrutura mais 
compacta, o que ocasiona ao diamante ser duro, porém frágil. 
Já o polietileno é um polímero termoplástico, ou seja, ele pode ser repetidamente 
conformado desde que reaquecido. Sua organização molecular é parcialmente cristalina, 
que confere seu comportamento mole e maleável. 
 
11. Por que os sólidos iônicos são frequentemente frágeis enquanto os metais são 
maleáveis? 
 
Em um sólido iônico os cátions e os ânions ocupam posições específicas formando uma 
célula unitária, que é o menor agrupamento de átomos representativo de uma determinada 
estrutura cristalina específica. Como uma ligação iônica é muito forte, confere ao sólido 
alta dureza, porém alta fragilidade. Ao aplicar uma força sobre um cristal iônico, ocorre 
o deslocamento de uma camada de íons em relação à outra. Como as ligações iônicas que 
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mantêm estes íons unidos são muito fortes, este deslocamento de camadas é dificultado e 
em consequência os íons de cargas opostas começam a se aproximar uns dos outros. As 
forças repulsivas substituem as atrativas (aproximação de dois íons positivamente 
carregados) e o resultado é a separação entre as duas camadas. 
Já em um sólido metálico as unidades que formarão o cristal são os cátions. Por exemplo, 
no metal sódio os íons Na+ ocupam os pontos de um retículo cúbico de corpo centrado. 
Cada Na+ pode ser considerado como sendo o resultado da perda de um elétron por átomo 
de sódio, e os elétrons de todos os átomos de sódio forma uma gigantesca nuvem de 
elétrons que se espalha por todo o sólido. Estes elétrons não estão ligados a nenhum 
átomo, mas estão deslocalizados sobre o cristal e são chamados de elétrons livres. No 
sódio e em outros metais típicos existe uma atração mútua entre os elétrons livres e os 
cátions. Tal atração estabiliza a estrutura e ao mesmo tempo permite que sofra distorção 
sem esfarelar. Assim o sódio e outros metais são moles e facilmente deformáveis. 
 
12. Relacione o módulo de elasticidade de um material com a sua energia de 
ligação. 
 
O módulo de elasticidade se refere à rigidez do material, sendo assim, o módulo de 
elasticidade tende a ser mais alto se as energias de ligações forem mais altas.