QUI203 prova1

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QUI203 – Resumo da primeira prova. 
 
1. Ácido/Base – definições: 
 Arrhenius 
Ácido: substancia que em solução aquosa origina ions H+(aq). 
Base: substancia que em solução aquosa origina ions OH-(aq). 
Neutralização: H+(aq) + OH
-
(aq)=> H2O(l) 
 
 Brönsted-Lowry (BL) 
Ácido: doa prótons. 
Base: recebe prótons. 
Sub. Anfipróticas: exibem comportamento de ácido e de base. 
Neutralização: transferência de prótons entre os dois pares de ácido/base conjugados. 
O ácido e a base mais fortes reagem para formar o ácido e a base mais fracos. 
 
 Lewis 
Há transferência de pares de elétrons. 
Ácido: receptor de par de e-; possuem um orbital vazio. 
Base: doador de par de e-. 
Neutralização: formação de uma ligação covalente coordenada. 
*Reações de complexação/ composto de coordenação. 
 
2. Concentrações de solução: 
 Quantidade de matéria (c): 
C= n (mol) soluto / volume (L) solução. 
 
 Molalidade= n (mol) soluto / massa (Kg) solvente 
 
 Porcentagem em massa: 
%m/m= (massa (g) soluto x100)/ massa (g ) solução 
 
 Fração molar 
X= n (mol) soluto / (n (mol) soluto + n (mol) solvente) 
X= n (mol) soluto / n (mol) total da solução 
 
3. Cálculos de estequiometria: 
*Lembrar de escrever a equação correta, balancear. 
 
4. Estrutura eletrônica: 
Deduzida a partir da análise do estado da Luz. 
Luz: radiação eletromagnética, que se desloca através de ondas eletromagnéticas. As ondas 
possuem frequência (ƒ), comprimento (λ) e amplitude (A). 
A velocidade de uma onda é dada por: V(m/s)= ƒ(Hz/ s-1).λ(m) 
Substituindo V por c (velocidade da luz = 3,00x108m/s): c(3,00x108m/s)= ƒ(Hz/ s-1).λ(m) 
c= ƒ.λ ƒ=c/λ λ= c/ƒ 
 
5. Espectroscopia atômica: 
Luz branca: mistura de todos os comprimentos de onda na faixa do visível. 
Faixa do visível: 
UV (ultravioleta) 400nm (violeta) λ 700nm (vermelho) IV (infravermelho). 
 
 
2 
A luz branca ao passar por um sistema de fendas e um primas ótico, sobre refração (desvio do 
raio de luz) e dispersão (separação dos λ de diferentes ondas), em um anteparo é possível 
observar as cores do arco-íris; o espectro é contínuo. 
Quando o mesmo experimento é realizado com o gás de H2, no anteparo são observadas 
faixas, o espectro é descontínuo. 
 
6. Planck – nascimento da Teoria Quântica. 
A física clássica depara-se com problemas envolvendo escala atômica. 
Experimento: os resultados experimentais da emissão de energia de corpos que tinham sido 
aquecidos, não concordavam com as previsões teóricas. 
Planck propôs que a energia (E) emitida não pode ter qualquer valor, a E emitida seria um 
múltiplo inteiro de uma unidade fundamental de E, o quantum. 
E=n.h. ƒ, onde n é um número inteiro e h a constante de Planck. 
Segundo Planck, a E emitida é descontinua, quantizada. 
 
7. Einstein – explicação do efeito fotoelétrico 
Quando se incide uma radiação eletromagnética sobre uma placa metálica os e- só serão 
arrancados se a ƒ for superior a E para arrancar o e-, sendo ƒ característico de cada metal. 
Para a física clássica, a remoção se dava pela amplitude (A) da radiação. Einstein mostrou que 
dependia da frequência, e que a E é emitida em pacotes, que chamou de fóton=quantum. 
E=h. ƒ 
A E cinética (Ec) de um e- ao ser arrancado é dada pela E aplicada (Ea) menos a E necessária 
(En): Ea = Ec + Em; Ec = Ea – En; 
 
8. Modelo de Bohr para o átomo de Hidrogênio. 
Aplicabilidade das ideias de Planck 
Fonte de radiação Forma do espectro 
Luz branca Contínuo 
Gás H2 Descontínuo 
 
A descontinuidade levou Bohr a entender 
que apenas algumas E emitidas são 
permitidas. 
MODELO 
O e- gira em volta do núcleo em orbitas fixas circulares que correspondem a determinadas 
energias, os estados estacionários ou níveis de energia. O e- pode transitar de um estado para 
outro mediante absorção ou emissão de energia. E=h. ƒ 
Cada nível de energia só poderia ter um número máximo de e-. 
 
O e- no estado de mais baixa energia. (estado fundamental; n=1) 
Absorção de E.↓ ↑Emissão de E. 
O e- no estado de mais alta energia. (estado excitado, n>1) 
Para calcular a E de um e- em determinada órbita: 
 (
 
 
) , onde RH = 2,18x10-18J e n= estado estacionário, número quântico principal. 
Os valores das energias permitidas são considerados negativos, isso porque, no infinito, a Ep 
do e-, em relação ao núcleo, é considerada zero. 
Série Região Transição 
Lyman UV para 
Balmer visível para 
Pascheu IV para 
 
9. Propriedades ondulatórias da matéria 
 Einstein: E de partícula de massa m → ① 
 Planck: E de onda de frequência ƒ → ② 
 
 
3 
 De Broglie (1924): da mesma forma que um fóton tem uma onda associada a ele, uma 
partícula de massa m em movimento também tem uma onda associada a ela. 
Igualando ①e②, temos: 
 ; onde ( 
 
 
) 
 
 
 
 
 
 
. 
Para considerar qualquer partícula, substitui c(velocidade da luz) por v (qualquer velocidade). 
 
 
 
 
 
 
. 
As ideias de De Broglie foram comprovadas através de um experimento onde uma fonte de 
feixe de e- que, ao passar por uma rede cristalina (lente), sofre difração e se espalha. Ao passar 
por um sistemas de fendas, no caso de um com duas aberturas separadas por uma distancia da 
mesma ordem de grandeza que o comprimento de onda da radiação, vai ocorrer interferência 
entres as radiações emergentes que podem ser observadas em um anteparo. Há uma série de 
zonas claras (interferência construtiva) e escuras (interferência destrutiva), dado pelo 
somatório das amplitudes das ondas. 
Objetos com massa muito grande apresentam λ muito pequenos, tornando desprezível o 
movimento ondulatório, não é observável. 
 
10. Principio da Incerteza de Heisenberg 
Impossibilidade de conhecer simultaneamente e com certeza a precisão e o movimento (m.v) 
de uma partícula muito pequena como o elétron. O modelo atômico não poderá com precisão 
e simultaneamente localizar o e- e descrever seu movimento. Logo não é correto afirmar que o 
e- gira em orbitas fixas. Deve-se inferir a probabilidade de encontra-lo em uma dada região na 
vizinhança do núcleo. 
 
11. Descrição do átomo de hidrogênio pela equação de Schrödinger 
É possível descrever o movimento ondulatório através de uma equação de onda. Schrödinger 
propôs uma equação que leva em conta a natureza da matéria, De Broglie, e o caráter 
probabilístico, Heisenberg. 
A equação é do tipo diferencial, admite uma serie de soluções, e cada solução corresponde a 
um estado de energia. A quantização nasce naturalmente da equação. 
A solução é chamada de função de onda ( ), mas o importante é o , uma vez que não existe 
probabilidade negativa. 
Para que as funções de onda sejam validas, devem ser contínuas, finitas e unívocas (apenas 
uma forma de interpretação). 
 , onde A e B são constantes avaliadas, e base de logaritimo e r distancia do e- ao 
núcleo. 
Surgem, assim, 3 nº quânticos: 
_ n (nº quântico principal): informa o nível de energia o e- para o átomo. De 1 a . 
_ (nº quântico secundário/azimutal): especifica o subnível, forma o orbital. De 0 a n-1. 
_ m (nº quântico magnético): dá a orientação do orbital no espaço. De - ... 0 ...+ . 
 
Níveis: conjunto de funções de onda de um determinado valor n. 
Subníveis: combinação permitida de n e . 
 0 1 2 3 4 
subnínel s p d f g 
 
Orbitais: combinação permitida de n, e . 
Nível Subnível Designação nº orbitais 
n=1 s( ) 1s 0 1 
n=2 s( ) 
p( ) 
2s 
2p 
0 
-1; 0; +1 
1 
3 
 
 
4 
n=3 s( ) 
p( ) 
d( ) 
3s 
3p 
3d 
0; 
-1; 0; +1 
-2; -1; 0; +1; +2 
1 
3 
5 
n=4 s( ) 
p( ) 
d( ) 
f( ) 
4s 
4p 
4d 
4f 
0; 
-1; 0; +1 
-2; -1; 0; +1; +2 
-3; -2; -1; 0; +1; +2; +3 
1 
3 
5 
7 
 
12. Representação de orbitais 
A) Diagramas de superfície limite. 
1s 1s Esférico 
2p 2px; 2py; 2pz Halteres sobre o eixo. 
3d 3dxy; 3dxz; 3dyz; 3dx²-y²; 3dz²; Olhar pág. 171 e 172 do BARROS. 
 
B) Gráfico de e . 
 nº total de nós. 
 nº de nós angulares. 
 Designação Nó radial () 
Nó angular ( ) 
1 0 1s 1 → 0 
2 0 
1 
2s 
2p 
2 → 
1 → 
0 
1 → 
3 0 3s 3 → 0 
 
C) Diagramas de nuvem de densidade eletrônica. 
São semelhantes aos diagramas de superfície limite, na medida que dão as formas dos orbitais. 
Mas são mais informativos, pois mostram como a densidade de probabilidade varia no espaço 
em torno do núcleo. Quanto mais escura a região, maior a densidade de probabilidade. 
BARROS página 174 e 178. 
 
D) Mapa de densidade eletrônica constante. 
Quantitativamente precisos, apresentam conjuntos de linhas que unem pontos que têm uma 
mesma densidade de probabilidade. 
BARROS página 177. 
 
13. Átomos polieletrônicos 
 Principio da Exclusão de Pauli. 
Em um átomo, dois elétrons não podem ter o mesmo conjunto de números quânticos. Surge o 
quarto número quântico. 
Analise do espectro: comportamento anômalo explicado através de uma quantidade de 
movimento angular intrínseco de e-, frente a um corpo externo aplicado. 
Nº quântico spin ( ): 
 
 
 
 
 
. 
Os spins podem estar paralelos (desemparelhados) ou antiparalelos (desemparelhados). 
 Principio de Edificação 
Preenchimento dos orbitais segundo a ordem crescente de ( ). Quando a soma de ( ) 
for igual, preencher primeiro o de menor nº quântico principal ( ). 
*Atenção para família do VIIB [ns1;(n-1)d5] e IB [ns1;(n-1)d10]. 
 Magnetismo das espécies: 
Paramagnéticas: pelo menos um e- desemparelhado; sofre atração por um campo magnético 
externo; 
 
 
5 
Diamagnéticas: todos os e- emparelhados; sofre repulsão por um campo magnético externo; 
Em espécies polieletrônicas, os e- com menores valores de têm maior probabilidade de 
estarem perto do núcleo (efeito de penetração), há maior interação eletrostática entre o 
núcleo e os e- com menores valores de . Inversamente, e- com maiores valores de são 
menos penetrantes. São parcialmente blindados pelos outros e-, estando sujeitos a carga 
nuclear efetiva (Zef). 
Para calcular Zef, seguir as Regras de Slater (disponibilizadas pela professora). 
 
14. Configurações eletrônicas e Propriedades Periódicas 
 Classificação dos elementos: feita segundo ultimo subnível preenchido. 
Subnível Elemento 
s ou p Representativo ou Típico 
d De transição 
f De transição interna 
 Propriedades: 
A) Raio atômico: 
É inversamente proporcional à carga nuclear efetiva (Zef). 
Período: o raio diminui, pois os e- estão sendo adicionados em um mesmo nível de E, havendo 
um aumento considerável de Zef. 
Família: o raio aumenta com o aumento do raio atômico, Zef é praticamente constante. 
 
B) Raio iônico: 
É inversamente proporcional à carga nuclear efetiva (Zef). 
Ex: 
 
rFe2+ > rFe3+ 
 
 
Íon Zef 
Fe2+ 6,25 
Fe3+ 6,60 
 
C) Energia de ionozação: energia gasta para remover 1e- de átomo em estado gasoso. 
Período: geralmente EI aumenta com o aumento no nº atômico, Zef aumenta e o raio diminui. 
Família: EI diminui com o aumento do nº atômico, efeito do raio predomina e Zef constante. 
*Lembrar: A) EI(B)<EI(Be): o 5º e- de B ocupa o subnível 2p, mais energético que 2s. B) 
EI(N)>EI(O), devido ao emparelhamento de e-, 2e- ocupando o mesmo orbital em O é menos 
favorável, sendo menos energético. 
 
D) Energia de afinidade eletrônica: energia envolvida quando adicionado um e- a um 
átomo gasoso neutro. 
Período: EAE torna-se mais negativa com o aumento do nº atômico, Zef aumenta e o raio 
diminui. 
Família: EAE torna-se menos negativa com o aumento do nº atômico, efeito do raio predomina 
e Zef constante. 
*Lembrar: A) EAE (Be)=0, não é favorável a entrada de e-, p é mais energético (1s2,2s2). B) 
EAE(N)= +7, o emparelhamento não é favorável (1s2,2s2,2px
1, 2py
1, 2pz
1). 
 
 
Boa prova!