Química Eng. Mecânica

2015/16

Material: Tabela periódica e calculadora. Capítulo 7 da 5ª edição do livro de Química de R. Chang.

• Estrutura do átomo, relações periódicas entre os elementos e conceitos básicos de ligação química

1. Quando o cobre (Cu) é bombardeado com eletrões de alta energia, são emitidos raios X. Calcule a

energia (em joules) associada aos fotões se o comprimento de onda dos raios X emitidos for 0,154 nm.

𝐸 = ℎ𝑣

𝐸 = ℎ𝑐

𝜆

𝐸 = 6.63 ∗ 10−34 ∗3.00 ∗ 108

0.154 ∗ 10−9

𝐸 = 1.29 ∗ 10−15𝐽

2. Quando se projeta luz com uma frequência igual a 2,11 × 1015 s-1 sobre a superfície de ouro

(Au), a energia cinética dos eletrões ejetados é 5,83 × 10-19 J. Qual é a função trabalho do ouro, ou seja qual é a energia mínima para remover um eletrão deste metal?

ℎ𝑣 = 𝐸𝐶 − 𝐸𝐿 𝐸𝐿 = ℎ𝑣 − 𝐸𝐶

𝐸𝐿 = (6.63 ∗ 10−34) ∗ (2.11 ∗ 1015) − (5.83 ∗ 10−19)

𝐸𝐿 = 8.15 ∗ 10−19𝐽

3. A primeira risca da série de Balmer ocorre a um comprimento de onda de 656,3 nm. Qual é a diferença de energia entre os dois níveis de energia envolvidos na emissão responsável por esta risca espectral?

∆𝐸 = 𝑅ℎ (1

𝑛𝑖2−

1

𝑛𝑓2)

∆𝐸 = 2.18 ∗ 10−18 (1

32−

1

22)

∆𝐸 = −3.0 ∗ 10−19𝐽

4. Calcule a frequência (em Hz ou s-1) e o comprimento de onda (em nm) do fotão emitido

quando o eletrão do átomo de hidrogénio (H) decai do nível n = 4 para o nível n = 2.~

∆𝐸 = 𝑅ℎ (1

𝑛𝑖2−

1

𝑛𝑓2)

∆𝐸 = 2.18 ∗ 10−18 (1

42−

1

22)

∆𝐸 = −4.09 ∗ 10−19𝐽

𝐸 = ℎ𝑣

𝑣 =4.09 ∗ 10−19

6.63 ∗ 10−34

𝑣 = 6.17 ∗ 1014 𝐻𝑧

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5. O eletrão de um átomo de hidrogénio transita de um estado de energia com número quântico principal ni para o estado com n = 2. Se o fotão emitido tiver um comprimento de onda 434 nm, qual é o valor de ni?

𝐸 = ℎ𝑐

𝜆

𝐸 = 6.63 ∗ 10−34 ∗3.00 ∗ 108

434 ∗ 10−9

𝐸 = 4.58 ∗ 10−19𝐽

∆𝐸 = 𝑅ℎ (1

𝑛𝑖2−

1

𝑛𝑓2)

−4.58 ∗ 10−19 = 2.18 ∗ 10−18 (1

𝑛2−

1

22)

𝑛 = 5

6. Quais das seguintes orbitais atómicas não existem: 1p, 2s, 2d, 3p, 3d, 3f, 4g?

R: 1p, 2d, 3f, 4g não existem

7. Um eletrão num átomo está no nível quântico n = 3. Indique os valores possíveis de l e ml. l =0,1,2 ml = -2,-1,0,1,2

8. Indique qual dos seguintes conjuntos de números quânticos de um átomo são inaceitáveis:

a) (1, 0, ½, ½); b) (3, 0, 0, +½); c) (2, 2, 1, +½); d) (4, 3, -2, -½); e) (3, 2, 1, 1).

R: a) ; c); e)

9. Qual é a configuração eletrónica de boro (5B), fluor (9F) e alumínio (13Al)?

boro (5B) 1𝑠22𝑠22𝑝1

fluor (9F) 1𝑠22𝑠22𝑝5

(13Al) 1𝑠22𝑠22𝑝63𝑠23𝑝1

10. Qual é a configuração eletrónica dos iões mais praváveis obtidos a partir do sódio (11Na), magnésio (12Mg), enxofre (16S) e cloro (17Cl)?

(11Na) 1𝑠22𝑠22𝑝6 [NE]

(12Mg) 1𝑠22𝑠22𝑝6 [NE]

(16S) 1𝑠22𝑠22𝑝63𝑠23𝑝6 [NE]3𝑠23𝑝6

(17Cl) 1𝑠22𝑠22𝑝63𝑠23𝑝6 [NE] 3𝑠23𝑝6

11. Como variam os raios (para maior ou menor) dos iões mais prováveis obtidos a partir do sódio (11Na), magnésio (12Mg), enxofre (16S) e cloro (17Cl) em relsação aos respetivos átomos?

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Na para menor Mg para menor

S para maior Cl para maior

12. Como varia o raio atómico, a primeira energia de ionização e a eletronegatividade ao longo

dos grupos e dos períodos da tabela periódica?

O raio atómico aumenta ao longo dos grupos e diminui ao longo dos periodos; O energia de ionização aumenta ao longo dos periodos e diminui ao longo dos grupos; A eletronegatividade aumenta ao longo dos periodos e aumenta ao longo dos grupos;