Embed Size (px)
Citation preview
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS 1. (Udesc 2014) O enunciado “Em um mesmo átomo, não podem existir dois elétrons com o mesmo conjunto de números quânticos” refere-se a(ao): a) Princípio da Exclusão de Pauli. b) Princípio da Conservação de Energia. c) modelo atômico de Thomson. d) modelo atômico de Rutherford. e) um dos Princípios da Teoria da Relatividade Restrita. 2. (Ita 2017) Considere as seguintes proposições para espécies químicas no estado gasoso:
I. A energia de ionização do íon 3Be é maior do que a do íon He .
II. O momento dipolar elétrico total da molécula de 4XeF é maior do que o da molécula de 2XeF .
III. A energia necessária para quebrar a molécula de 2F é maior do que a energia necessária para quebrar a molécula de 2O .
IV. A energia do orbital 2 s do átomo de berílio é igual à energia do orbital 2 s do átomo de boro.
Das proposições acima, está(ão) CORRETA(S) a) apenas I. b) apenas I e IV. c) apenas II. d) apenas II e III. e) apenas IV. 3. (G1 - ifsul 2017) Devido aos efeitos ao meio ambiente e à saúde, países do mundo inteiro vem desenvolvendo ações com o intuito de minimizar os riscos oriundos da utilização de mercúrio (Hg). A distribuição eletrônica para o mercúrio elementar é
a) 14 6[Rn] 5f 6d .
b) 10 4[Ar] 3d 4p .
c) 10 6[Kr] 4d 5p .
d) 2 14 10[Xe] 6s 4f 5p .
4. (G1 - cftmg 2017) O elemento químico mais raro presente na superfície terrestre pertence ao grupo dos representativos. A
previsão é que exista apenas cerca de 28 g desse elemento em toda a superfície da Terra, dificultando assim a definição das
suas propriedades e características. A distribuição eletrônica, abreviada, desse elemento está representada a seguir, onde [Xe]
corresponde à distribuição eletrônica do gás nobre xenônio:
2 14 10 (n 1)[Xe] 6s 4f 5d np
O elemento químico a que se refere o texto é o a) astato, At.
b) polônio, Po.
c) bismuto, Bi. d) chumbo, Pb.
5. (Acafe 2017) Baseado nos conceitos sobre distribuição eletrônica, analise os itens a seguir.
I. 2 424Cr [Ar] 4s 3d
II. 2 929Cu [Ar] 4s 3d
III. 2 2 426Fe [Ar] 4s 3d
Assinale a alternativa correta. a) Todos os itens estão incorretos. b) Todos os itens estão corretos. c) Apenas I e II estão corretos. d) Apenas III está correto.
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS 6. (Fepar 2017) O modelo atômico de Dalton, concebendo o átomo como uma bolinha maciça e indivisível, fez a Química progredir muito no século XIX. Mas o conhecimento sobre estrutura atômica evoluiu à medida que determinados fatos experimentais eram observados, gerando a necessidade de proposição de modelos atômicos com características que os explicassem. Assim, a cada grande descoberta, os cientistas foram elaborando novas teorias e novos modelos de átomos para ilustrar essas teorias. Tendo como referência a evolução dos modelos atômicos, julgue as afirmativas.
( ) O sal de cozinha, NaC , emite luz de coloração amarela quando colocado numa chama, porque os elétrons do cátion
+Na , ao receberem energia da chama, saltam de uma camada mais externa para uma mais interna, emitindo luz
amarela. ( ) A concepção teórica de uma órbita definida para um elétron é inaceitável depois do conhecimento do princípio de
Heisenberg. ( ) Uma partícula constituída por 16 prótons, 32 nêutrons e 18 elétrons é um ânion bivalente.
( ) O conjunto dos quatro números quânticos (n 3, 1, m 0, s 1 2) pode representar o elétron mais energético de um
metal alcalino. ( ) No modelo atômico atual, os elétrons têm, simultaneamente, caráter corpuscular e de onda. 7. (Ucs 2016) Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, nos Estados Unidos, e da Universidade da Columbia Britânica, no Canadá, descobriram que nanofios de nióbio podem ser usados para desenvolver supercapacitores muito eficientes. A tecnologia inovadora poderia ser a solução para as minúsculas baterias utilizadas em dispositivos vestíveis, como aparelhos que monitoram a saúde e o desempenho de atividades físicas, uma vez que os nanofios ocupam pouco espaço, ao mesmo tempo em que liberam correntes elétricas de alta potência. Outros armazenadores de energia, como baterias e células de combustível, não se mostram muito eficientes quando reduzidas a microespaços. Além dos chamados “wearable gadgets” (acessórios que podem ser incorporados ao corpo ou “vestidos”), os supercapacitores à base de nióbio poderiam ser úteis para microrrobôs autônomos e drones, que também demandam alta potência. Por enquanto, o material está sendo produzido apenas em laboratório. O próximo passo, já em andamento, é desenvolver uma versão mais prática e mais fácil de ser produzida.
Disponível em: <http://info.abril.com.br/noticias/ciencia/2015/07/mit-1.shtml>. Acesso em: 20 ago. 15. (Adaptado.) Em relação ao nióbio, analise as proposições a seguir, quanto à sua veracidade (V) ou falsidade (F). ( ) O elemento químico nióbio é um metal de transição interna do quarto período da Tabela Periódica. ( ) Átomos de nióbio, no estado fundamental, apresentam 5 elétrons na camada de valência. ( ) O elétron de maior energia de um átomo de nióbio, no estado fundamental, encontra-se no subnível 4s.
( ) A liga ferro-nióbio é um exemplo de solução sólida, onde os átomos de ferro e de nióbio estão unidos entre si por meio de ligações metálicas.
Assinale a alternativa que preenche correta e respectivamente os parênteses, de cima para baixo. a) V - F - F - V b) F - F - V - F c) F - V - F - V d) F - F - F - V e) V - V - V - F 8. (Ueg 2016) De acordo com o modelo atômico atual, a disposição dos elétrons em torno do núcleo ocorre em diferentes estados energéticos, os quais são caracterizados pelo número quântico principal e secundário. Para o elétron mais energético do átomo de escândio no estado fundamental, os números quânticos principal e secundário são respectivamente a) 3 e 0 b) 3 e 2 c) 4 e 0 d) 4 e 2
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS 9. (Pucsp 2016)
O espectro de emissão do hidrogênio apresenta uma série de linhas na região do ultravioleta, do visível e no infravermelho próximo, como ilustra a figura a seguir.
Niels Bohr, físico dinamarquês, sugeriu que o espectro de emissão do hidrogênio está relacionado às transições do elétron em determinadas camadas. Böhr calculou a energia das camadas da eletrosfera do átomo de hidrogênio, representadas no diagrama de energia a seguir. Além disso, associou as transições eletrônicas entre a camada dois e as camadas de maior energia às quatro linhas observadas na região do visível do espectro do hidrogênio.
Um aluno encontrou um resumo sobre o modelo atômico elaborado por Böhr e o espectro de emissão atômico do hidrogênio contendo algumas afirmações. I. A emissão de um fóton de luz decorre da transição de um elétron de uma camada de maior energia para uma camada de
menor energia. II. As transições das camadas 2, 3, 4, 5 e 6 para a camada 1 correspondem às transições de maior energia e se encontram na
região do infravermelho do espectro. III. Se a transição 3 2 corresponde a uma emissão de cor vermelha, a transição 4 2 está associada a uma emissão
violeta e a 5 2 está associada a uma emissão verde.
Pode-se afirmar que está(ão) correta(s) a) I, somente. b) I e II, somente. c) I e III, somente. d) II e III, somente.
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS 10. (Ime 2016) Identifique a alternativa em que a configuração eletrônica da espécie química representada, em seu estado fundamental, é dada por:
[Ar]4s 3d 4p
a) Cu
b) 2Sn
c) Cd
d) 2Ge
e) Zn
11. (Pucsp 2016) Dado: 1pm equivale a 1210 m
O raio covalente de um átomo corresponde à distância entre o núcleo atômico e a camada de valência. O comprimento de ligação é, aproximadamente, a soma dos raios covalentes dos átomos envolvidos.
Na fórmula estrutural do ácido acético, encontramos ligações C H, O H, C O, C O e C C.
Considerando a distribuição eletrônica e o número atômico de cada átomo, a alternativa que apresenta valores coerentes para os comprimentos de ligação presentes na molécula de ácido acético é
C H C C C O C O O H
a) 132 pm 110 pm 154 pm 97 pm 123 pm
b) 110 pm 154 pm 132 pm 123 pm 97 pm
c) 123 pm 97 pm 110 pm 154 pm 132 pm
d) 97 pm 132 pm 123 pm 110 pm 154 pm
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS 12. (Pucpr 2016) Linus Carl Pauling, nascido no dia 28 de fevereiro de 1901, em Portland, nos Estados Unidos, foi um dos mais importantes químicos e recebeu dois Prêmios Nobel. Estudou a vitamina C. Em 1929, foi nomeado Professor Associado e, um ano depois, Professor. Em 1930, retorna para a Europa, estuda os elétrons e constrói junto com um aluno um aparelho de difração eletrônica para estudar a estrutura das moléculas. Recebeu, em 1931, o Prêmio Langmuir por ter realizado o trabalho científico mais significativo realizado por um cientista com menos de 30 anos. Em 1932, mostrou a ideia de eletronegatividade e a escala de Pauling. Um de seus trabalhos mais importantes é sobre hibridização e a tetravalência do carbono.
Disponível em: <http://www.soq.com.br/>. Analisando o texto, o qual conta um pouco sobre Linus Pauling, assinale a alternativa CORRETA. Dados:
26
11
37
12
20
Fe (grupo 8 ou família VIIIB)
Na (grupo 1 ou família IA)
Rb (grupo 1 ou família IA)
Mg (grupo 2 ou família IIA)
Ca (grupo 2 ou família IIA)
a) A distribuição eletrônica de Linus Pauling ocorre em ordem decrescente de níveis energéticos.
b) A distribuição eletrônica para o íon 3Fe possui subnível mais energético 33d .
c) Caso em um laboratório faltasse o sódio para fazer um experimento, o rubídio poderia substituí-lo, pois ambos possuem propriedades químicas semelhantes.
d) Analisando-se os raios iônicos do íon Na e do íon 2MG , temos que o raio iônico do íon sódio (Na ) é inferior ao raio
iônico do íon magnésio 2(Mg ).
e) Os elementos sódio, cálcio e ferro são bons condutores de eletricidade, porém maus condutores de calor no estado sólido. 13. (Uepg 2016) Considerando os elementos abaixo e seus respectivos números atômicos, assinale o que for correto.
O (Z 8)
C (Z 17)
F (Z 9)
K (Z 19)
Na (Z 11)
Ca (Z 20)
A (Z 13)
Br (Z 35)
01) Os elementos flúor, cloro e bromo localizam-se no mesmo grupo da tabela periódica e seus átomos têm, em comum, o
elétron de diferenciação com número quântico magnético m 2.
02) Na é um íon isoeletrônico de F , pois ambos apresentam um total de 10 elétrons.
04) Potássio, cálcio e bromo localizam-se no mesmo período da tabela periódica e seus átomos têm elétrons distribuídos em 4
níveis energéticos: K, L, M e N.
08) Os elementos cálcio, sódio, potássio e alumínio são classificados como metais, sendo seus átomos formadores de cátions. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Leia o texto para responder às questões abaixo: A luz branca é composta por ondas eletromagnéticas de todas as frequências do espectro visível. O espectro de radiação emitido por um elemento, quando submetido a um arco elétrico ou a altas temperaturas, é descontínuo e apresenta uma de suas linhas com maior intensidade, o que fornece “uma impressão digital” desse elemento. Quando essas linhas estão situadas na região da radiação visível, é possível identificar diferentes elementos químicos por meio dos chamados testes de chama. A tabela apresenta as cores características emitidas por alguns elementos no teste de chama:
Elemento Cor
sódio laranja
potássio violeta
cálcio vermelho-tijolo
cobre azul-esverdeada
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS 14. (Unesp 2016) Em 1913, Niels Böhr (1885-1962) propôs um modelo que fornecia uma explicação para a origem dos espectros atômicos. Nesse modelo, Bohr introduziu uma série de postulados, dentre os quais, a energia do elétron só pode assumir certos valores discretos, ocupando níveis de energia permitidos ao redor do núcleo atômico. Considerando o modelo de Böhr, os diferentes espectros atômicos podem ser explicados em função a) do recebimento de elйtrons por diferentes elementos. b) da perda de elétrons por diferentes elementos. c) das diferentes transições eletrônicas, que variam de elemento para elemento. d) da promoção de diferentes elétrons para níveis mais energéticos. e) da instabilidade nuclear de diferentes elementos. 15. (Uepg 2015) Com relação à estrutura atômica e à distribuição eletrônica, assinale o que for correto.
Considere: S 1 2 e S 1 2.
01) Se um cátion divalente tem a configuração eletrônica 2 63s 3p para o seu último nível energético, então o átomo
correspondente, no estado fundamental, tem Z 20.
02) O isótopo 12 do Carbono (Z 6), no estado fundamental, tem seu elétron de diferenciação com números quânticos: n 2,
1, m 0, m=0, S 1 2.
04) Sendo C (Z 17) e S (Z 16), então, o ânion cloreto e o átomo de enxofre, no estado fundamental, são espécies
isoeletrônicas.
08) Um átomo no estado fundamental, com número atômico igual a 33, apresenta 5 elétrons no último nível de sua
distribuição eletrônica.
16) Um átomo com 22 elétrons e A 48, no estado fundamental, apresenta 26 prótons em seu núcleo.
16. (Uece 2015) A regra de Hund, como o próprio nome indica, foi formulada pela primeira vez, em 1927, pelo físico alemão Friedrich Hund. Ele partiu diretamente da estrutura nuclear, já conhecida e medida, das moléculas e tentou calcular as orbitais moleculares adequadas por via direta, resultando na regra de Hund. Essa regra afirma que a energia de um orbital incompleto é menor quando nela existe o maior número possível de elétrons com spins paralelos. Considerando a distribuição eletrônica do
átomo de enxofre em seu estado fundamental (Z 16), assinale a opção que apresenta a aplicação correta da regra de Hund.
a) 2 2 6 2 2 2 01s 2s 2p 3s 3px 3py 3pz
b) 2 2 6 2 2 1 11s 2s 2p 3s 3px 3py 3pz
c) 2 2 6 2 2 0 21s 2s 2p 3s 3px 3py 3pz
d) 2 2 6 2 1 2 11s 2s 2p 3s 3px 3py 3pz
17. (Ifsul 2015) Considere que os átomos dos elementos X e Z apresentam, respectivamente, os seguintes conjuntos de números quânticos para seus elétrons de diferenciação:
Átomo X : n 4;l 0;m 0;s 1 2
Átomo Z : n 5;l 1;m 0;s 1 2
(Convenção do spin do 1º elétron 12)
Qual é a afirmativa correta?
a) O elemento X é um metal alcalino e o elemento Z é um gás nobre.
b) Os números atômicos dos elementos X e Z são, respectivamente, 30 e 51.
c) O elemento X possui 2 elétrons de valência e o Z possui 5 elétrons.
d) A fórmula do composto formado por átomos de X e Z é 2XZ .
18. (Ucs 2015) Cardiologistas costumam recomendar a redução no consumo de “sal de cozinha” para pessoas hipertensas porque ele é a principal fonte de íons sódio da alimentação. De acordo com dados da Organização Mundial da Saúde, a população brasileira consome duas vezes mais sódio do que o valor recomendado. Esse íon precisa estar em equilíbrio com o íon potássio, caso contrário pode desencadear uma série de doenças cardiovasculares. Além disso, o consumo excessivo do sal de cozinha pode levar a uma menor absorção de íons cálcio, podendo gerar problemas como osteoporose e raquitismo. Tendo como referência o texto acima, assinale a alternativa correta. a) A configuração eletrônica de um átomo de sódio no estado fundamental é igual à de um átomo de potássio, uma vez que
ambos possuem o mesmo número de elétrons no terceiro nível de energia.
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS b) Átomos eletricamente neutros de sódio e potássio, ao perderem um elétron de suas respectivas camadas de valência,
originam respectivamente íons Na e K que são isoeletrônicos.
c) A configuração eletrônica de um átomo de cálcio no estado fundamental pode ser representada de maneira simplificada por 2[Kr]4s .
d) O elétron mais afastado do núcleo de um átomo de potássio no estado fundamental apresenta número quântico principal igual a quatro e número quântico secundário igual a zero.
e) Átomos eletricamente neutros de cálcio são menores do que os respectivos íons 2Ca , uma vez que o número de prótons
nessas espécies difere de duas unidades. 19. (Uem 2015) Assinale o que for correto.
01) Os números quânticos de spin variam de a , passando por zero.
02) O número quântico magnético indica a energia do elétron no subnível. 04) O número quântico principal indica a energia do elétron no orbital. 08) O movimento do elétron ao redor do núcleo atômico gera um campo magnético externo, e o movimento do elétron em torno
de seu próprio eixo gera outro campo magnético. 16) A região de máxima probabilidade de se encontrar o elétron em um subnível s é uma região esférica. 20. (Uem 2014) Assinale a(s) alternativa(s) correta(s) a respeito do elemento químico que apresenta a seguinte configuração eletrônica no seu estado fundamental: 1s
2 2s
2 2p
6 3s
2 3p
6 3d
10 4s
2 4p
6 5s
2 4d
10 5p
6 6s
2 4f
14 5d
5
01) O elemento químico apresenta elétrons nas camadas K, L, M, N, O e P. 02) O elemento químico é um metal de transição do sexto período. 04) Para se tornar um cátion bivalente, o elemento químico perde dois elétrons do subnível 5d
5.
08) O elemento químico apresenta 24 elétrons com número quântico secundário l = 1. 16) O elemento químico apresenta todos os seus orbitais preenchidos com elétrons de spin +1/2 e -1/2. 21. (Udesc 2012) O último elétron de um átomo neutro apresenta o seguinte conjunto de números quânticos: n = 3; = 1; m = 0; s = +1/2. Convencionando-se que o primeiro elétron a ocupar um orbital possui número quântico de spin igual a +1/2, o número atômico desse átomo é igual a: a) 15 b) 14 c) 13 d) 17 e) 16
22. (Ime 2011) O elemento X tem dois isótopos estáveis. Um de tais isótopos é isótono do nuclídeo 10846Q e isóbaro do
nuclídeo 10948Z . Com base nestas informações responda:
a) Qual o número atômico de X? b) A que grupo e período da Tabela Periódica pertence o elemento X? c) Qual a configuração eletrônica de X no estado fundamental? d) Quais são os números quânticos principal, azimutal e magnético do elétron desemparelhado na configuração descrita no
item c? 23. (Uft 2011) Um determinado elemento químico tem para seu átomo no estado fundamental, a seguinte distribuição eletrônica: 1s
2 2s
2 2p
6 3s
2 3p
6 4s
2 3d
10 4p
4
Podemos propor, para este elemento: I. O número de prótons no núcleo atômico é 34. II. É um elemento pertencente ao grupo IVA da Tabela Periódica. III. O último elétron distribuído na camada de valência possui o número quântico magnético igual a zero. IV. A subcamada de menor energia, pertencente à camada de valência é a 4s. Analise as proposições e marque a opção correta: a) Apenas I e II. b) Apenas I e III. c) Apenas II e III. d) Apenas II e IV. e) Apenas I e IV.
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS 24. (Ufpb 2011) O Prêmio Nobel de Química de 2010 agraciou os cientistas que desenvolveram técnicas de criação de novas moléculas de carbono, usando paládio como catalisador. Essas descobertas possibilitarão sínteses de moléculas inéditas com aplicações para a medicina, a agricultura, o setor industrial, inclusive para o desenvolvimento de componentes eletrônicos.
Disponível em: <http://g1.globo.com/mundo/noticia/2010/10/nobel-de-quimica-vai-para-1-americano-e-2-japonezes-1.html>. Acesso em: 25 out. 2010. (Adaptado)
Sobre o paládio, é correto afirmar: a) É um elemento representativo. b) Possui 4 camadas eletrônicas. c) Apresenta a configuração eletrônica 1s
2 2s
2 2p
6 3s
2 3p
6 4s
2 3d
10 4p
6 5s
2 4d
8.
d) Apresenta números quânticos n = 4 e l = 2 para os elétrons do último nível. e) Tem raio atômico menor que o do níquel. 25. (Espcex (Aman) 2011) Considere três átomos cujos símbolos são M, X e Z, e que estão nos seus estados fundamentais. Os átomos M e Z são isótopos, isto é, pertencem ao mesmo elemento químico; os átomos X e Z são isóbaros e os átomos M e X são isótonos. Sabendo que o átomo M tem 23 prótons e número de massa 45 e que o átomo Z tem 20 nêutrons, então os números quânticos do elétron mais energético do átomo X são: Observação:
Adote a convenção de que o primeiro elétron a ocupar um orbital possui o número quântico de spin igual a 1 2.
a) n 3; 0; m 2; s 1/ 2 l
b) n 3; 2; m 0; s 1/ 2 l
c) n 3; 2; m 2; s 1/ 2 l
d) n 3; 2; m 2; s 1/ 2 l
e) n 4; 1; m 0; s 1/ 2 l
26. (Ufc 2008) Considere um átomo que apresenta os seguintes números quânticos para o elétron de valência: n = 4, ℓ = 1 e m
= 1. Com relação a este átomo, é correto afirmar que:
a) pode ser um metal de transição. b) pode possuir no máximo 20 elétrons. c) possui raio atômico menor do que o carbono. d) possui menor eletronegatividade do que o cálcio. e) possui primeira energia de ionização maior do que a do bário. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: A química como ciência e os processos de transformação a ela inerentes estão presentes em toda a dinâmica da vida animal e
vegetal. Aspectos como a configuração eletrônica e a posição dos átomos na tabela periódica, a energia envolvida na formação
do íon positivo (energia de ionização) e do íon negativo (afinidade eletrônica), a fórmula da molécula, suas ligações, os orbitais
participantes e a geometria são determinantes, para compreender e prever as propriedades físicas e químicas das inúmeras
substâncias existentes. É por meio dessa compreensão que se procura entender a função e a atuação de determinada
substância em qualquer organismo.
27. (Ufpb 2007) Dentre os conjuntos de números quânticos {n,ℓ,m,s} apresentados nas alternativas a seguir, um deles
representa números quânticos NÃO permitidos para os elétrons da subcamada mais energética do Fe(II), um íon indispensável
para a sustentação da vida dos mamíferos, pois está diretamente relacionado com a respiração desses animais. Esse conjunto
descrito corresponde a:
a) {3, 2, 0, 1/2} b) {3, 2, - 2, -1/2} c) {3, 2, 2, 1/2} d) {3, 2, - 3, 1/2} e) {3, 2,1, 1/2} 28. (G1 - cftce 2006) Faça a configuração eletrônica do átomo Cd (Z = 48). Os quatro números quânticos pertencentes ao
elétron diferenciador são:
a) n = 5; ℓ = 0; m = 0; s = +1
2.
b) n = 5; ℓ = 0; m = 0; s = -1
2.
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS
c) n = 4; ℓ = 2; m = +2; s = -1
2.
d) n = 4; ℓ = 3; m = +2; s = +1
2.
e) n = 4; ℓ = 0; m = 0; s = -1
2.
29. (Ufrgs 2005) A experiência de Rutherford, que foi, na verdade, realizada por dois de seus orientados, Hans Geiger e Ernest
Marsden, serviu para refutar especialmente o modelo atômico
a) de Bohr. b) de Thomson. c) planetário. d) quântico. e) de Dalton. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: É comum, quando uma pessoa sofre uma contusão (batida), a imediata colocação de uma compressa de gelo sobre o local
atingido, para que não fique inchado, pois a diminuição da temperatura diminui a velocidade das reações (inclusive as que
causam inflamações musculares). Depois de certo tempo, as compressas usadas passam a ser quentes, para facilitar a
dispersão dos fluidos acumulados.
Atualmente, os primeiros socorros para atletas em competição contam com a aplicação de bolsas instantâneas frias e quentes.
Esses dispositivos funcionam mediante reações químicas exotérmicas ou endotérmicas e são constituídos por uma bolsa de
plástico contendo água em uma seção e uma substância química seca, em outra. Essas substâncias, quando misturadas (pelo
rompimento da seção com água), provocam o aumento ou a diminuição da temperatura.
Em geral, as substâncias usadas são o CaCℓ2 (ou o MgSO4) e o NH4NO3 e as equações termoquímicas de suas reações com a
água são:
Bolsa 1
CaCℓ2(s) + n H2O(ℓ)Ca2+
+ 2Cℓ - (aq); ∆H = - 82,8 kJ.
Bolsa 2
NH4NO3(s) + n H2O(ℓ) NH4+(aq) + NO3
+(aq); ∆H = + 26,2 kJ.
TITO & CANTO, v. 2, 2003. [adapt.]
30. (Ufpel 2005) O reagente sólido utilizado na bolsa 1 apresenta um cátion metálico oriundo de um átomo que perdeu dois
elétrons.
Sobre o elétron diferenciador (último elétron a ser distribuído) desse átomo, no estado fundamental (eletricamente neutro), tem-
se, como números quânticos principal, secundário (azimutal) e magnético, respectivamente, os seguintes valores:
a) n = 4; ℓ = 0 e m = 0. b) n = 3; ℓ = 0 e m = +1. c) n = 4; ℓ = +1 e m = 0. d) n = 3; ℓ = +1 e m = -2. e) n = 3; ℓ = 0 e m = 0. 31. (Uff 2004) Um átomo neutro possui dois elétrons com n = 1, oito elétrons com n = 2, oito elétrons com n = 3 e um elétron
com n = 4. Supondo que esse elemento se encontre no seu estado fundamental:
a) escreva sua configuração eletrônica.
b) qual seu número atômico e seu símbolo?
c) qual o número total de elétrons com ℓ (número quântico secundário) igual a zero ?
d) qual o número total de elétrons com ℓ (número quântico secundário) igual a um?
e) qual o número total de elétrons com ℓ (número quântico secundário) igual a três ?
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS Gabarito: Resposta da questão 1: [A] O Princípio da Exclusão de Pauli Como não podem existir dois elétrons num mesmo átomo que apresentem os mesmos estados energéticos, concluímos que todos os elétrons de um átomo são diferentes de algum modo. Esta afirmação é conhecida como princípio da exclusão de Pauli. Resposta da questão 2: [A]
[I] Correta. A energia de ionização do íon 3Be é maior do que a do íon He , pois a carga nuclear do berílio (4 prótons) é
maior do que a carga nuclear do hélio (2 prótons), ou seja, o único elétron é atraído com maior intensidade no berílio do que
no hélio.
[II] Incorreta. O momento dipolar elétrico total da molécula de 4XeF é igual ao da molécula de 2XeF .
1 21 2 3
3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2
3 2
4
2 2 6 2 6 2 10 6 2 10 6 054
2 6 0
s p p p d d
Mistura
sp d sp d sp d sp d sp d sp d
Hibridização sp d
XeF
Xe (8 elétrons na camada de valência):
Xe : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 5d
5s 5p 5d
Geometria das “nuvens eletrônicas”: bipirâmide de base quadrada.
Geometria molecular: quadrada R 0 .
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS
11 2 3
3 3 3 3 3
3
2
2 2 6 2 6 2 10 6 2 10 6 054
2 6 0
s p p p d
Mistura
sp d sp d sp d sp d sp d
Hibridização sp d
XeF
Xe (8 elétrons na camada de valência):
Xe : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 5d
5s 5p 5d
Geometria das “nuvens eletrônicas”: bipirâmide de base triangular.
Geometria molecular: linear R 0 .
[III] Incorreta. A energia necessária para quebrar a molécula de 2F é menor do que a energia necessária para quebrar a
molécula de 2O , pois na molécula de 2F rompe-se uma ligação simples (sigma), já na molécula de 2O rompe-se uma
ligação dupla (uma sigma e uma pi). [IV] Incorreta.
2 24
2 2 15
Be :1s 2s Carga nuclear (Z) 4
B :1s 2s 2p Carga nuclear (Z) 5
A energia do orbital 2s do átomo de berílio não é igual à energia do orbital 2s do átomo de boro, pois a energia aumenta
conforme a carga nuclear aumenta.
Observação teórica: no modelo de Böhr existe a seguinte relação entre Z (carga nuclear) e n (nível de energia): 2
0
2
02
nR a
Z
ZE R , onde a e R são constantes, aplicáveis a qualquer átomo tipo-hidrogênio.
n
Esta relação pode ser utilizada como uma analogia simplificada para o entendimento da variação de energia dos orbitais s
no berílio e no boro.
O número quântico principal pode tomar os valores inteiros 1, 2, 3, 4, , n.
Se variarmos também o valor de Z, o tamanho da órbita também será afetado, por exemplo, o átomo tipo-hidrogênio do íon
Hélio He , com número atômico igual a 2, terá sempre metade do tamanho do átomo de hidrogênio correspondente.
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS Resposta da questão 3: [D]
2 2 6 2 6 2 10 6 2 10 6 2 14 1080
[Xe]
2 14 1080
Hg 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5p
Hg [Xe] 6s 4f 5p
Resposta da questão 4: [A]
2 14 10 (n 1)[Xe] 6s 4f 5d np
n 6 (sequência da distribuição eletrônica)
Assim, teremos:
2 14 10 (6 1)
85
[Xe] 6s 4f 5d 6p 85
At
Resposta da questão 5: [A] [I] Incorreta.
1 5
2 2 6 2 6 2 424
4s 3d
2 2 6 2 6 1 524
Cr : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d
Cr : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d (configuração mais estável)
[II] Incorreta.
1 10
2 2 6 2 6 2 929
4s 3d
2 2 6 2 6 1 1024
Cu : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d
Cr : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d (configuração mais estável)
[III] Incorreta.
2 2 6 2 6 2 626
camadade valência
2 2 6 2 6 226
camadade valência
Fe : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d
Fe : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 6
2 2 2 6 2 6 626
[Ar]
2 626
3d
Fe : 1s 2s 2p 3s 3p 3d
Fe : [Ar] 3d
Resposta da questão 6: F – V – V – F – V. [F] Os elétrons ao receberem uma determinada quantidade de energia saltam de uma camada mais interna (estado
fundamental) para uma mais externa (estado excitado), ao retornarem ao estado fundamental emitem luz amarela. [V] De acordo com o princípio de Heisenberg, não podemos determinar com precisão e simultaneamente a posição e a
velocidade de uma partícula.
[V] O átomo está com 2 elétrons a mais que o número de prótons, ou seja, ganhou 2e , tornando-se um ânion bivalente.
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS [F] O conjunto dos 4 números quânticos: (n 3, 1, m 0, s 1 2), significa que o átomo em questão apresenta seu
elétrons de diferenciação em 23p ou 53p (conforme a orientação do spin), no primeiro caso irá pertencer a família dos
metais alcalinos terrosos e no segundo caso irá pertencer a família dos halogênios. [V] Segundo o modelo atualmente aceito, o elétron apresenta caráter dual de onda-partícula. Resposta da questão 7: [D] Falsa. O nióbio é um elemento de transição externa do 5oP da Tabela Periódica. Falsa.
2 2 6 2 6 2 10 6 2 341
2
Nb 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d
C.V. = 5s = 2e
Falsa. O elétron de maior energia do átomo de nióbio, no estado fundamental, encontra-se no subnível 4d .
Verdadeira. Uma liga metálica é uma solução sólida formada por dois uma mais compostos químicos unidos por ligações metálicas. Resposta da questão 8: [B]
2 2 6 2 6 2 121Sc 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d
Número quântico principal: 3.
Número quântico secundário: d 2.
Resposta da questão 9: [A] [I] Correta. De acordo com o modelo atômico proposto por Niels Böhr. [II] Incorreta. As transições das camadas 2, 3, 4, 5 e 6 para a camada 1 correspondem às transições de maior energia e se
encontram na região do ultravioleta do espectro. [III] Incorreta. A transição 5 2 é a que libera maior energia, assim as cores emitidas no espectro de hidrogênio será:
5 2 : azul 4 2 : verde 3 2 : vermelha
Resposta da questão 10: [D]
2 2 6 2 68
2 10 0
2 elétrons a menos30 elétrons
2 10 2
2 2 10
Ar : 1s 2s 2p 3s 3p 18 prótons
X : [Ar] 4s 3d 4p quarto período da tabela periódica
Para o germânio (Ge); Z 32 :
Ge : [Ar] 4s 3d 4p quarto período da tabela periódica
Ge : [Ar] 4s 3d
Resposta da questão 11: [B] Analisando pelo raio atômico, teremos: Átomo de carbono > Átomo de oxigênio > Átomo de hidrogênio Então:
(C C) (C O) (C H) (O H)
A ligação C O, apresenta maior atração entre os núcleos atômicos que a ligação simples C O. Assim, podemos concluir
que:
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS C C = 154pm
C O = 132pm
C O = 123pm
C H = 110pm
O H = 97pm
Resposta da questão 12: [C] O sódio e o rubídio estão localizados no grupo 1 (família IA). Elementos químicos posicionados no mesmo grupo ou família apresentam propriedades químicas semelhantes. Resposta da questão 13: 02 + 04 + 08 = 14. [01] Incorreta. Todos terão a mesma posição do elétron de diferenciação, pois todas as distribuições eletrônicas terminam em
5p .
2 2 59F 1s 2s 2p (família 7A, grupo 17)
Apresenta os números quânticos:
n 2
1
m 0
ms 1/ 2 ( para baixo) elétron de diferenciação.
2 2 6 2 5
17C 1s 2s 2p 3s 3p (família 7A, grupo 17)
n 3
1
m 0
ms 1/ 2 ( para baixo) elétron de diferenciação.
2 2 6 2 6 2 10 5
35Br 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p (família 7A, grupo 17)
n 4
1
m 0
ms 1/ 2 ( para baixo) elétron de diferenciação.
[02] Correta.
2 2 611
2 2 610
Na 1s 2s 2p (10e )
F 1s 2s 2p (10e )
[04] Correta.
2 2 6 2 6 119
K NL M
2 2 6 2 6 220
K NL M
2 2 6 2 6 10 2 535
K L M N
K 1s 2s 2p 3s 3p 4s (4ºP)
Ca 1s 2s 2p 3s 3p 4s (4ºP)
Br 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p (4ºP)
[08] Correta. Os elementos cálcio, sódio, potássio e alumínio são classificados como metais, de acordo com sua posição na tabela periódica, e os metais tendem a perder elétrons nas ligações químicas.
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS Resposta da questão 14: [C] Para Böhr cada linha do espectro do hidrogênio corresponde a uma transição específica “descendente”, ou seja, do estado “excitado” para um estado de energia mais baixo.
Considerando o modelo de Böhr, criado a partir do hidrogênio, os diferentes espectros atômicos podem ser explicados em função das diferentes transições eletrônicas, que variam de elemento para elemento. Resposta da questão 15: 01 + 02 + 08 = 11.
[01] Correta. O cátion divalente perdeu 2 elétrons, assim o átomo neutro, possui a seguinte configuração eletrônica: 2 2 6 2 6 21s 2s 2p 3s 3p 4s , portanto, Z 20.
[02] Correta. O átomo de carbono, possui a seguinte configuração eletrônica:
2 2 26C 1s 2s 2p
O elétron de diferenciação será:
1 0 1
n 2, 1, m 0, S 1/ 2
[04] Incorreta. Átomos isoeletrônicos possuem a mesma quantidade de elétrons, o íon cloreto possui 18e e o átomo neutro de
enxofre, possui 16e .
17
16
C 17 1 18e
S 16e
[08] Correta.
2 2 6 2 6 2 10 333X 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
O último nível (4) possui 5 elétrons.
[16] Incorreta. Um átomo no estado fundamental possui o mesmo número de prótons e elétrons, portanto, se possui 26 prótons
deveria possuir 26 elétrons.
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS Resposta da questão 16: [B] Teremos:
2 1 1x y z
2 2 6 2 416
3p 3p 3p
S : 1s 2s 2p 3s 3p
Resposta da questão 17: [D]
s
n 4 (camada principal
0 (subcamada)X :
m 0
1m2
camada principal: 4
subcamada: s (pois, s 0, p 1, d 2, f 3)
00 1 1 elétron
2
Assim, teremos que o átomo X possui o elétron de diferenciação: 24s . Portanto, sua distribuição eletrônica, será: 2 2 6 2 6 21s 2s 2p 3s 3p 4s
nº atômico: 20
pertence ao 4º período da família 2A (metais alcalinos terrosos).
s
n 5
1Y:
m 0
1m2
camada principal: 5
subcamada: p (pois, s 0, p 1, d 2, f 3)
1 0 1
1 elétron2
Assim, teremos que o átomo Y possui o elétron de diferenciação 55p
2 2 6 2 6 2 10 6 2 10 51s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p
nº atômico: 53
pertence ao 5º período da família 7A (família do halogênios). [A] Incorreta. O elemento X é metal alcalino terroso e Y um halogênio. [B] Incorreta. Os números atômicos serão 20 e 53, respectivamente.
[C] Incorreta. O elemento X possui 2e na C.V e Y possui 7e na C.V.
[D] Correta. O elemento X pertence a família 2A pode doar 2e e Y, da família 7A, recebe 1e cada, formando o composto:
2XZ .
Resposta da questão 18: [D] O elétron mais afastado do núcleo de um átomo de potássio no estado fundamental apresenta número quântico principal igual a quatro e número quântico secundário igual a zero:
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS 2 2 6 2 6 1
19camada
devalência
1
K : 1s 2s 2p 3s 3p 4s
4s
n 4 (número quântico principal)
0 (número quântico secundário ou azimutal)
Resposta da questão 19: 08 + 16 = 24.
Os números quânticos de spin assumem valores 1 1
ou2 2
.
Verificou-se que o momento magnético associado ao movimento de um elétron numa órbita é função apenas do número quântico;
esse momento magnético do momento angular de órbita é dado pela expressão: ( 1)B;μ onde B é uma constante
denominada magnéton de Böhr. Os níveis de energia de um átomo são organizados em conjuntos chamados camadas eletrônicas, isto é, uma camada é um conjunto de subníveis energéticos quantizados (apresentam energia constante). O movimento do elétron ao redor do núcleo atômico gera um campo magnético externo, e o movimento do elétron em torno de seu próprio eixo gera outro campo magnético. A região de máxima probabilidade de se encontrar o elétron em um subnível s é uma região esférica.
Resposta da questão 20: 01 + 02 + 08 = 11. [01] O elemento químico apresenta elétrons nas camadas K, L, M, N, O e P.
1s2 2s
2 2p
6 3s
2 3p
6 3d
10 4s
2 4p
6 5s
2 4d
10 5p
6 6s
2 4f
14 5d
5
K = 1; L = 2; M = 3; N = 4; O = 5 e P = 6. [02] O elemento químico é um metal de transição do sexto período.
6s2 4f
14 5d
5
26s sexto período.
[04] Para se tornar um cátion bivalente, o elemento químico perde dois elétrons do subnível 6s
2.
[08] O elemento químico apresenta 24 elétrons com número quântico secundário 1 (subnível p): 2p6 3p
6 4p
6 5p
6 (6 + 6 + 6 +
6 = 24). [16] O elemento químico não apresenta todos os seus orbitais preenchidos com elétrons de spin +1/2 e -1/2, pois o subnível d da quinta camada está semipreenchido (5d
5).
Resposta da questão 21:
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS [B] Teremos:
2 2 2 6 2 2
n = 3; = 1; m = 0; s = +1/2
3p X 1s 2s 2p 3s 3p Z 14
1 0 1
Resposta da questão 22:
a) Um dos isótopos é isótono do nuclídeo 10846Q e isóbaro do nuclídeo 109
48Z , então:
10846
10948
10947
Q : 108 46 62 nêutrons
Z : pr ótons nêutrons 109
número de prótons do isótopo 109 62 47
O isótopo seria X, seu número atômico é 47.
b) Grupo 11 ou I B:
2 2 6 2 6 2 10 6 2 947
Grupo 11ou IB
X : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d
c) No estado fundamental, teremos:
2 2 6 2 6 2 10 6 1 1047
Configuração mais estável :
X : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d
d) Teremos:
15s
n (número quântico principal) 5
(número quântico secundário ou azimutal) 0
m (número quântico magnético) 0
Resposta da questão 23: [E] Teremos: 1s
2 2s
2 2p
6 3s
2 3p
6 4s
2 3d
10 4p
4
Número de elétrons: 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 10 + 4 = 34 Número de prótons = Número de elétrons = 34 Camada de valência: 4s
2 4p
4 (6 elétrons de valência); pertence à família 6A.
O último elétron distribuído na camada de valência possui o número quântico magnético igual a + 1.
+1 0 -1
A subcamada de menor energia, pertencente à camada de valência (4s
2 4p
4) é a 4s.
Resposta da questão 24: [C] O paládio tem 46 prótons e 46 elétrons, sua distribuição eletrônica é dada por: 1s
2 2s
2 2p
6 3s
2 3p
6 4s
2 3d
10 4p
6 5s
2 4d
8.
Resposta da questão 25: [C]
ALFA +
APROFUNDAMENTO DE QUÍMICA:
NÚMEROS QUÂNTICOS Teremos:
43 434523 23 p
2 2 6 2 6 2 121
1
M Z X
45 23 23 20 p
p 21
X :1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d
Para 3d :
2 1 0 1 2
1n 3; 2; m 2; s
2
Resposta da questão 26: [E] Resposta da questão 27: [D] Resposta da questão 28: [C] Resposta da questão 29: [B] Resposta da questão 30: [A] Resposta da questão 31:
a) 1s2 2s
2 2p
6 3s
2 3p
6 4s
1
b) Z = 19; símbolo: K (potássio).
c) Sete elétrons.
d) Doze elétrons.
e) Zero.
