Prof. Dr. Ednilsom Orestes

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QUÍMICA GERAL

Lista de Exercícios 01

1.5) Um estudante universitário teve um dia movimentado. Todas as suas atividades (leitura, tirar u a chapa de

Raios-X de um dente, fazer pipoca em um forno de micro-ondas e bronzear a pele) envolveram radiação

de uma parte diferente do espectro eletromagnético. Complete a seguinte tabela e atribua um tipo de

radiação a cada evento:

1.6) Um estudante universitário usou vários tipos de radiação eletromagnética quando foi ao “Bandejão” para

o almoço (olhar uma luz vermelha do sinal mudar de cor, ouvir o rádio, ser atingido por raios gama

vindos do espaço exterior ao entrar no restaurante e pegar comida em uma bandeja aquecida por uma

lâmpada infravermelha). Complete a seguinte tabela e atribua um tipo de radiação a cada evento:

1.7) (a) Use a fórmula de Rydberg para o átomo de hidrogênio e calcule o comprimento de onda da transição

entre n=4 e n=2. (b) Em qual região do espectro a transição é observada? (c) Se a for na região do visível,

qual a cor emitida?

1.8) (a) Use a fórmula de Rydberg para o átomo de hidrogênio e calcule o comprimento de onda da transição

entre n=5 e n=1. (b) Em qual região do espectro a transição é observada? (c) Se a for na região do visível,

qual a cor emitida?

1.10) No espectro do átomo de hidrogênio observa-se uma linha violeta em 434 nm. Determine os níveis de

energia inicial e final da emissão de energia que corresponde a essa linha espectral.

1.17) Os fótons de raios 𝛾 emitidos durante o decaimento nuclear de um átomo de tecnécio-99 usando em

produtos radio-farmacêuticos têm energia igual a 140,511 keV. Calcule o comprimento de onda de um

fóton desses raios 𝛾.

1.18) Uma mistura de argônio e vapor de mercúrio, usada em sinais azuis de advertência, emite luz de

comprimento de onda 470 nm. Calcule a mudança de energia resultante da emissão de 1,00 mol de fótons

nesse comprimento de onda.

1.19) As lâmpadas a vapor de sódio, usadas na iluminação pública, emitem luz amarela de comprimento de

onda 589 nm. Quanta energia é emitida por (a) um átomo de sódio excitado quando ele gera um fóton; (b)

5,00 mg de átomos de sódio que emitem luz nesse comprimento de onda; (c) 1,00 mol de átomos de sódio

que emitem luz nesse comprimento de onda?

1.20) Quando um feixe de elétrons choca-se com um bloco de cobre, são emitidos raios X com frequência

1,2x1017

Hz. Quanta energia é emitida por (a) um átomo de cobre excitado quando ele gera um fóton de

Raio-X; (b) 2,00 mols de átomos de cobre excitados; (c) 2,00 g de átomos de cobre?

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1.21) Uma lâmpada funcionando em 32 W (1 W = 1 J.s-1

) emite luz violeta de comprimento de onda 420 nm.

Quantos fótons de luz violeta pode a lâmpada gerar em 2,00 s?

1.22) Uma lâmpada funcionando em 40 W (1 W = 1 J.s-1

) emite luz violeta de comprimento de onda 470 nm.

Quantos fótons de luz violeta pode a lâmpada gerar em 2,00 s?

1.23) A velocidade de um elétron emitido pela superfície de um metal iluminada por um fóton é 3,6x103 km.s

-1.

(a) Qual é o comprimento de onda do elétron emitido? (b) A superfície do metal não emite elétrons até

que a radiação alcance 2,50x1016

Hz. Quanta energia é necessária para remover o elétron da superfície do

metal? (c) Qual é o comprimento de onda da radiação que causa a foto-emissão do elétron? (d) Que tipo

de radiação eletromagnética foi usado?

1.24) A função trabalho do crômio é 4,37 eV. Qual deve ser o comprimento de onda da radiação usada para

provocar a emissão de elétrons com a velocidade de 1,5x103 km.s

-1?

1.25) Uma bola de beisebol pesa entre 145,00 e 149,00 gramas. Qual é o comprimento de onda de uma bola de

145,75 gramas arremessada a 147,2 km.h-1

?

1.26) Um automóvel de massa 1645 kg viaja em uma rodovia à velocidade de 162 km.h-1

. Qual o comprimento

de onda do automóvel?

1.27) Qual é a velocidade de nêutron de comprimento de onda 100 pm?

1.28) A velocidade média de um átomo de hélio em 25 °C é 1,23 x 103 m.s

-1. Qual é o comprimento de onda

médio de um átomo de hélio nessa temperatura?

1.49) Quantos orbitais existem em subcamadas com l igual a (a) 0; (b) 2; (c) 1; (d) 3?

1.50) (a) Quantas subcamadas existem para o número quântico principal n=5? (b) Identifique as subcamadas na

forma 5s, etc... (c) Quantos orbitais existem na camada com n=5?

1.51) (a) Quantos valores do número quântico l são possíveis quando n=7? (b) Quantos valores de ml são

permitidos para um elétron em uma subcamada 6d ? (c) Quantos valores de ml são permitidos para um

elétron em uma subcamada 3p ? (d) Quantas subcamadas existem na camada com n=4 ?

1.52) (a) Quantos valores do número quântico l são possíveis quando n=6? (b) Quantos valores de ml são

permitidos para um elétron em uma subcamada 5f ? (c) Quantos valores de ml são permitidos para um

elétron em uma subcamada 2s ? (d) Quantas subcamadas existem na camada com n=3?

1.53) Quais são os números quânticos principal e de momento angular do orbital, para cada um dos seguintes

orbitais: (a) 6p; (b) 3d; (c) 2p; (d) 5f ?

1.54) Quais são os números quânticos principal e de momento angular do orbital, para cada um dos seguintes

orbitais: (a) 6p; (b) 3d; (c) 2p; (d) 5f ?

1.55) Para cada um dos orbitais listados no Exercício 1.53, dê os valores possíveis do número quântico

magnético.

1.56) Para cada um dos orbitais listados no Exercício 1.54, dê os valores possíveis do número quântico

magnético.

1.57) Quantos elétrons, no total, podem ocupar (a) os orbitais 4p; (b) os orbitais 3d; (c) o orbital 1s; (d) os

orbitais 4f ?

1.58) Quantos elétrons podem ocupar uma subcamada com l igual a (a) 0; (b) 1; (c) 2; (d) 3?

1.59) Escreva a notação da subcamada (3d, por exemplo) e o número de orbitais que têm os seguintes números

quânticos: (a) n = 5, l = 2; (b) n = 1, l = 0; (c) n = 6, l = 3; (d) n = 2, l = 1.

1.60) Escreva a notação da subcamada (3d, por exemplo) e o número de orbitais que têm os seguintes números

quânticos: (a) n = 4, l = 1; (b) n = 5, l = 0; (c) n = 6, l = 2; (d) n = 7, l = 3.

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1.61) Quantos elétrons podem ter os seguintes números quânticos em um átomo? (a) n = 2, l = 1; (b) n = 4, l =

2, ml = -2; (c) n = 2; (d) n = 3, l = 2, ml = +1.

1.62) Quantos elétrons podem ter os seguintes números quânticos em um átomo? (a) n = 3, l = 1; (b) n = 5, l =

3, ml = -1; (c) n = 2, l = 1, ml = 0; (d) n = 7.

1.63) Quais das seguintes subcamadas não podem existir em um átomo? (a) 2d; (b) 4d; (c) 4g; (d) 6f.

1.64) Quais das seguintes subcamadas não podem existir em um átomo? (a) 4f; (b) 3f; (c) 5g; (d) 6h.

1.71) Dentre os conjuntos de quatro números quânticos {n, l, ml, ms}, identifique os que são proibidos para um

elétron em um átomo e explique por quê:

a. {4, 2, -1, +1/2};

b. {5, 0, -1, +1/2};

c. {4, 4, -1, +1/2}.

1.72) Dentre os conjuntos de quatro números quânticos {n, l, ml, ms}, identifique os que são proibidos para um

elétron em um átomo e explique por quê:

a. {2, 2, -1, +1/2};

b. {6, 6, 0, +1/2};

c. {5, 4, +5, +1/2}.

1.73) Qual é a configuração do estado fundamental esperada para cada um dos seguintes elementos: (a) prata;

(b) berílio; (c) antimônio; (d) gálio; (e) tungstênio; (f) iodo?

1.74) Qual é a configuração do estado fundamental esperada para cada um dos seguintes elementos: (a) arsênio;

(b) estrôncio; (c) estanho; (d) platina; (e) ósmio; (f) molibdênio?

1.75) Que elementos têm as seguintes configurações eletrônicas de estado fundamental: (a) [Kr]4d10

5s25p

4; (b)

[Ar]3d34s

2; (c) [He]2s

22p

2; (d) [Rn]7s

26d

2?

1.76) Que elementos têm as seguintes configurações eletrônicas de estado fundamental: (a) [Ar]3d10

4s24p

1; (b)

[Ne]3s1; (c) [Kr]5s

2; (d) [Xe]4f

76s

2?

1.77) Para cada um dos seguintes átomos no estado fundamental, prediga o tipo de orbital (por exemplo, 1s, 2p,

3d, 4f, etc.) do qual um elétron poderia ser removido para torná-lo um íon +1: (a) Ge; (b) Mn; (c) Ba; (d)

Au.

1.78) Para cada um dos seguintes átomos no estado fundamental, prediga o tipo de orbital (por exemplo, 1s, 2p,

3d, 4f, etc.) do qual um elétron poderia ser removido para torná-lo um íon +1: (a) Zn; (b) Cl; (c) Al; (d)

Cu.

1.79) Prediga o número de elétrons de valência de cada um dos seguintes átomos (inclua os elétrons d mais

externos): (a) N; (b) Ag; (c) Nb; (d) W.

1.80) Prediga o número de elétrons de valência de cada um dos seguintes átomos (inclua os elétrons d mais

externos): (a) Bi; (b) Ba; (c) Mn; (d) Zn.

1.81) Quantos elétrons desemparelhados são preditos para a configuração do estado fundamental de cada um

dos seguintes átomos: (a) Bi; (b) Si; (c) Ta; (d) Ni?

1.82) Quantos elétrons desemparelhados são preditos para a configuração do estado fundamental de cada um

dos seguintes átomos: (a) Pb; (b) Ir; (c) Y; (d) Cd?

1.83) Os elementos Ga, Ge, As, Se e Br estão no mesmo período da Tabela Periódica. Escreva a configuração

eletrônica esperada para os estados fundamentais desses elementos e prediga quantos elétrons

desemparelhados, se algum, cada átomo tem.

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1.84) Os elementos N, P, As, Sb e Bi estão no mesmo período da Tabela Periódica. Escreva a configuração

eletrônica esperada para os estados fundamentais desses elementos e prediga quantos elétrons

desemparelhados, se algum, cada átomo tem.

1.87) Coloque cada um dos seguintes conjuntos de elementos na ordem decrescente de energia de ionização.

Explique sua escolha. (a) Enxofre, cloro, silício; (b) cobalto, titânio, crômio; (c) antimônio, bismuto,

fósforo.

1.88) Coloque cada um dos seguintes conjuntos de elementos na ordem decrescente de energia de ionização.

Explique sua escolha. (a) Cloro, Bromo, Iodo; (b) Gálio, Arsênio, Selênio; (c) Cálcio, Potássio, Zinco; (d)

Bário, Cálcio, Estrôncio.

1.89) Coloque cada um dos seguintes íons da ordem crescente do raio iônico. (a) S2-

, Cl-, P

3-.

1.90) Qual dos íons de cada par tem o maior raio. (a) Ca2+

, Ba2+

; (b) As3-

; Se2-

; (c) Sn2+

, Sn4+

?

1.91) Qual dos íons de cada par tem o menor valor para 1a. energia de ionização. (a) Ca ou Mg; (b) Mg ou Na;

(c) Al ou Na ?

1.93) Coloque cada um dos seguintes conjuntos de elementos na ordem decrescente de energia de ionização.

Explique sua escolha. (a) Selênio, oxigênio, telúrio; (b) ouro, tântalo, ósmio; (c) chumbo, bário, césio.

1.95) Que elemento em cada um dos seguintes pares tem maior afinidade eletrônica: (a) oxigênio ou flúor; (b)

nitrogênio ou carbono; (c) cloro ou bromo; (d) lítio ou sódio.

1.96) Que elemento em cada um dos seguintes pares tem maior afinidade eletrônica: (a) alumínio ou índio; (b)

bismuto ou antimônio; (c) silício ou chumbo.

Respostas dos exercícios pares.

1.6) Usar 𝐸 = ℎ𝜈 e 𝑐 = 𝜈𝜆.

Frequência (Hz) Compr. de Onda Energia do fóton (J) Evento

4,1 × 1014 740 nm 2,7 × 10−19 Luz do trânsito

3,0 × 1014 999 nm 1,99 × 10−19 Comida aquecida por IR

5,0 × 1019 6 pm 3 × 10−14 Raio cósmico

1,93 × 108 155cm 1,28 × 10−25 Ouvir rádio

1.8) a) 9,49 × 10−8 m; b) Série de Lyman; c) Linha de absorção na região do UV.

1.10) Linha no visível Série de Balmer: 𝑛1 = 2 e 𝑛2 = 3,4,5, …. A transição é de 5 → 2.

1.17) 𝜆 = 8,835 × 10−12 m

1.18) 𝐸 = 2,5 × 105 J ∙ mol−1

1.20) a) 𝐸 = 8,0 × 10−17 J. b) 9,7 × 107 J. c) 1,5 × 106 J.

1.22) 2 × 1020 fótons

1.24) 𝜆 = 1,16 × 10−7 m

1.26) Use 𝑝 = 𝑚𝑣 =ℎ

𝜆=

ℎ𝑓

𝑐 𝜆 = 8,95 × 10−39 m

1.28) Use 𝑝 = 𝑚𝑣 =ℎ

𝜆=

ℎ𝑓

𝑐 𝜆 = 8,11 × 10−11 m

1.50) a) 5: 𝑙 = 0,1,2,3,4; b) 5s, 5p, 5d, 5f, 5g; c) 1+3+5+7+9=25 orbitais.

1.52) a) 6 valores: 𝑙 = 0,1,2,3,4,5; b) 7 valores: -3,-2,-1,0,1,2,3; c) 1 valor: 0; d) 3 subcamadas: 3s, 3p, 3d.

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1.54) a) 𝑛 = 6; 𝑙 = 1; b) 𝑛 = 3; 𝑙 = 2; c) 𝑛 = 2; 𝑙 = 1; d) 𝑛 = 5; 𝑙 = 3.

1.56) a) -1,0,1 ; b) -2,-1,0,1,2 ; c) -1,0,1 ; d) -3,-2,-1,0,1,2,3.

1.58) a) 2; b) 6; c) 10; d) 14.

1.60) a) 4p, 6; b) 5s, 2; c) 6d, 10; d) 7f, 14.

1.62) a) 6; b) 2; c) 2; d) 98.

1.64) a) Existe; b) Não existe; c) Existe; d) Existe.

1.72) a) Configuração impossível; b) Configuração impossível; c) Configuração impossível.

1.74) a) Arsênio: [Ar]3𝑑104𝑠24𝑝3; b) Estrôncio: [Kr]5𝑠2; c) Estanho: [Kr]4𝑑105𝑠25𝑝2; d) Platina:

[Xe]4𝑓145𝑑96𝑠1; e) Ósmio: [Xe]4𝑓145𝑑66𝑠2 f) Molibdênio: [Kr]4𝑑55𝑠1.

1.76) a) Ga; b) Na; c) Sr; d) Eu.

1.78) a) 4s; b) 3p; c) 3p; d) 4s.

1.80) a) 5; b) 2; c) 7; d) 2.

1.82) a) 2; b) 3; c) 1; d) 0.

1.84)

N [𝐻𝑒]2𝑠22𝑝3 3

P [𝑁𝑒]3𝑠23𝑝3 3

As [𝐴𝑟]3𝑑104𝑠24𝑝3 3

Sb [𝐾𝑟]4𝑑105𝑠25𝑝3 3

Bi [𝑋𝑒]4𝑓145𝑑106𝑠26𝑝3 3

1.88) a) Cl > Br > I; b) As > Se > Ga; c) Zn > Ca > K; d) Ca > Sr > Ba.

1.96) a) Al; b) Sb; c) Si.