Lista exercícios Primeira Prova

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valores da primeira energia de ionização correspondente. 
 
EXERCÍCIOS 
Questão 1 
O cloreto de tionila, SOCl2, é um importante agente de coloração e um importante 
agente oxidande em química orgânica. Ele é preparado industrialmente através de 
transferência de um átomo de oxigênio de SO3 para SCl2. 
SO3(g) + SCl2(g) SO2(g) + SOCl2(g) 
a) Dê a configuração eletrônica de um átomo de enxofre usando a notação de 
orbitais em caixa e a notação do gás nobre. 
b) O enxofre é paramagnético? Justifique. 
c) Quantos elétrons de valência possui o átomo de enxofre? 
d) Qual dos elementos envolvidos nesta reação (S, O, Cl) deve ter a menor energia 
de ionização? E o menor raio? Justifique. 
e) O íon sulfeto, S2-, é maior ou menor que o átomo de enxofre? Justifique? 
 
Questão 2 
Na tabela abaixo estão representados os valores da carga nuclear efetiva (Zef) sobre os 
elétrons mais externos de alguns elementos do terceiro período, assim como os 
 
 
 
 
 
 
 
a) Observa-se que, embora a carga nuclear efetiva do enxofre seja maior que a do 
fósforo, sua energia de ionização é menor. Explique. 
b) Qual dos elementos apresentado na tabela apresentará o maior raio atômico? 
Justifique sua resposta. 
c) Qual dos elementos apresentado na tabela apresentará a afinidade eletrônica 
mais negativa? Justifique sua resposta. 
d) Dê a configuração eletrônica de um átomo de alumínio usando a notação de 
orbitais em caixa e a notação do gás nobre. 
e) O alumínio é paramagnético? E o íon Al3+? Justifique. 
 
 
Questão 3 
a) Coloque os seguintes elementos em ordem crescente de energia de ionização: 
F, O, S. Justifique sua resposta. 
b) Qual destes elementos tem a afinidade eletrônica mais negativa: Se, Cl ou Br? 
Elemento Zef Energia de Ionização / kJ mol-1 
Al 3,50 577,6 
Si 4,15 786,5 
P 4,80 1011,8 
S 5,45 999,6 
Cl 6,10 1251,1 
Justifique sua resposta. 
c) Coloque as seguintes espécies em ordem crescente de tamanho: O2-, Na+, F- e F. 
Justifique sua resposta. 
d) Seria possível diferenciar os íons cobre(I) de cobre(II) através de suas 
propriedades magnéticas? Justifique sua resposta. 
e) Para retirar o segundo elétron do lítio é necessária uma maior quantidade de 
energia do que para retirar o quarto elétron do carbono. Explique. 
 
Questão 4 
a) O fósforo pode ter número de oxidação positivo ou negativo. Quais seriam os 
valores positivos e negativos máximos que o fósforo poderia ter dentro de um 
critério químico realista para o número de oxidação. Justifique sua resposta. 
b) Qual dos seguintes elementos tem a energia de ionização mais alta: fósforo, 
arsênio ou antimônio. Justifique sua resposta. 
c) Organize os seguintes elementos em ordem decrescente de raio atômico: 
fósforo, arsênio e selênio. Justifique sua resposta. 
 
 Questão 5 
Use o ciclo de Born-Haber para mostrar que a reação: K(s) + ½ Cl2(g) KCl(s) , é exotérmica. 
São conhecidas as seguintes energias: 
K(s) K(g) (90,0 kJ); 
½ Cl2(g) Cl(g) (119,0 kJ); 
K(g) K+(g) (419kJ); 
Cl(g) Cl-(g) (- 349 kJ); 
K+(g) + Cl-(g) KCl(s) (- 704 kJ). 
 
Questão 6 
Calcule a energia reticular do cloreto de césio, CsCl, a partir dos seguintes dados: 
∆Hf do CsCl é -447 kJ mol-1; 
∆Hsubl do césio é 78,2 kJ mol-1; 
∆H íon do Cs é 375 kJ mol-1; 
∆Hdiss do Cl2 é 242 kJ mol-1; e 
∆Ha.e. do Cl é -348 kJ mol-1. 
 
 
 
 
 
Questão 7 
A tabela abaixo apresenta valores de energia de rede (energia de rede cristalina) de algumas 
substâncias iônicas 
Composto Iônico LiF NaF CsF LiI MgCl2 CaO 
Energia de rede 
(Kcal / mol) 
- 1030 -914 -744 -718 -2500 -3600 
Usando estes dados indique o composto iônico de maio temperatura de fusão. 
Justifique. 
 
Questão 8 
Represente através de um número adequado de formas de ressonância o íon SO42- 
 
Questão 9 
O íon cianato, NCO-, possui o átomo menos eletronegativo, C, no centro. O muito 
instável fulminato, CNO-, tem a mesma fórmula, mas o átomo de N está no centro. 
 
a) Desenhe três possíveis estruturas de ressonância para o CNO- e calcule as 
cargas formais. 
b) Com base nas cargas formais, decida qual é a estrutura de ressonância com a 
distribuição de cargas mais razoável. Justifique. 
 
Questão 10 
a) Sabendo que os elétrons em uma molécula devem estar distribuídos de forma 
que as cargas nos átomos fiquem o mais próximo possível de zero, esboce a 
melhor estrutura de Lewis para o íon sulfito, SO32-, com base nas cargas 
formais. Deixe os cálculos indicados. 
b) Em solução aquosa o íon sulfito interage com os íons H+. O H+ se liga ao átomo 
de S ou ao átomo de O no SO32-. Justifique. 
 
Questão 11 
a) Usando a regra do octeto, esboce a estrutura de Lewis para o íon ClO3-. 
b) Calcule a carga formal para os átomos do íon ClO3-. 
c) Indique como a carga formal do Cl pode ser reduzida. 
d) Represente o íon ClO3- através de um número adequado de formas de 
ressonância. 
 
Questão 12 
 
Os íons cianato, NCO-, e fulminato, CNO-, possuem a mesma fórmula, mas diferentes 
arranjos de átomos. Esses íons podem ser representados pelas estruturas de 
ressonância abaixo: 
 
 
a) Calcule as cargas formais para cada uma das estruturas de ressonância dos íons 
cianato e fulminato. 
b) Com base nas cargas formais, decida qual é a estrutura de ressonância com a 
distribuição de cargas mais razoável, em cada caso. Justifique. 
c) Com base nas cargas formais, é possível dizer qual desses dois íons é o mais 
estável? Justifique. 
d) Os íons cianato e fulminato foram colocados para reagir com HCl(aq). Indique 
quais foram os produtos formados e onde ocorreu a ligação em cada caso 
(utilize a estrutura mais viável). Justifique. 
 
Questão 13 
O molibdênio metálico tem de absorver radiação com frequência mínima de 
1,09 x 1015 s-1 antes que ele emita um elétron de sua superfície via efeito fotoelétrico. 
a) Calcule a energia mínima para retirar 1 mol de elétrons de uma placa de 
molibdênio metálico. 
b) Calcule o comprimento de onda associado a radiação. Em que região do espectro 
eletromagnético esta radiação é encontrada? 
 
Questão 14 
Quando uma radiação de 1,02 x 1015 Hz é direcionada sobre uma amostra de rubídio 
(Rb), elétrons são ejetados, ou seja, ocorre a ionização do Rb. 
a) Calcule a energia de ionização, em kJ mol-1, do Rb. 
b) Calcule o comprimento de onda associado a radiação. Em que região do espectro 
eletromagnético esta radiação é encontrada? 
 
Questão 15 
O comprimento de onda de um fóton que remove um elétron de uma superfície de 
rubídio (Rd) é de 500 nm, enquanto que para a prata (Ag) é de 261 nm. 
a) Calcule a energia requerida para remover um mol de elétrons de cada superfície. 
b) Qual superfície requer maior energia? 
c) Qual metal poderia ser utilizado numa fotocélula quando se faz incidir luz na 
região do visível sobre a sua superfície? Justifique. 
 
Questão 16 
Lâmpadas de vapor de sódio, usadas na iluminação publica, emitem luz amarela de 
589 nm. 
a) Calcule a energia emitida por um átomo de sódio excitado quando ele gera um 
fóton. 
b) Calcule a energia emitida por 1,00 g de átomos de sódio emitindo luz a esse 
comprimento de onda.
a) Complete a tabela abaixo: 
Questão 17 
Considere as seguintes afirmações e determine se são verdadeiras ou falsas. Justifique 
sua resposta. 
a) Fótons de radiação ultravioleta têm energia menor que fótons de radiação 
infravermelha. 
b) A energia cinética de um elétron ejetado de uma superfície metálica quando o 
metal é irradiado com radiação ultravioleta é independente da frequência da 
radiação. 
 
Questão 18 
Considere o átomo
de hidrogênio no estado excitado, com um elétron no orbital 5p. 
a) Liste todos os conjuntos possíveis de números quânticos para esse elétron. 
n = ℓ= mℓ= ms = 
 
b) No diagrama abaixo, represente todas as transições de emissão possíveis para 
esse elétron, considerando apenas a serie de Balmer. Calcule o comprimento de 
onda da radiação emitida de menor energia. 
n=6 
n=5 
n=4 
n=3 
n=2 
 
n=1 
 
Questão 19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) Utilizando diagramas de superfície limite, faça o desenho do orbital 2pz, indicando 
os eixos cartesianos envolvidos e os sinais das funções de onda. 
c) Dê o número máximo de orbitais que pode ser associado ao conjunto de números 
quânticos: n = 3, ℓ = 2, mℓ = -2. Justifique. 
Valor de ℓ Tipo de orbital Número de orbitais 
em determinada 
subcamada 
Número de 
superfícies nodais 
0 
1 
 d 
 7 
Questão 20 
a) Calcule o comprimento de onda da radiação emitida por um átomo de hidrogênio 
quando um elétron faz uma transição entre os níveis n2=3 e n1 = 2. Identifique na 
figura abaixo a linha espectral produzida por essa transição. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) No espectro do hidrogênio atômico, muitas linhas são agrupadas juntas como 
pertencendo a uma serie (série de Balmer, série de Lyman, série de Paschen). O 
que as linhas de uma série têm em comum que torna lógico juntá-las em um 
grupo? 
 
Questão 21 
a) Os três números quânticos de um elétron em um átomo de hidrogênio em um 
determinado estado são n = 3, ℓ = 1 e mℓ = -1. Em que tipo de orbital esse elétron 
está localizado? 
b) Utilizando os eixos cartesianos próprios, faça um diagrama de superfície limite que 
ilustre o tipo de orbital descrito no item ‘a’. Indique o número de planos nodais e 
o número de nós radiais presentes. 
 
Questão 22 
a) Qual das seguintes transições eletrônicas em um átomo de hidrogênio poderia 
emitir fótons de maior energia? Justifique. Não é necessário fazer nenhum cálculo. 
i) n = 3 para n = 2 ii) n = 2 para n = 1 iii) n = 3 para n = 1 iv) n = 1 para n = 
3 
b) Descreva como o modelo de átomo proposto por Bohr explica o espectro do 
átomo de hidrogênio. 
c) A energia de ionização de um mol de átomos de hidrogênio que estão no estado 
fundamental (n =1) é de 1312 kJ mol-1. O valor da energia de ionização de um mol 
de átomos que estão no primeiro estado excitado (n = 2) deve ser maior ou menor 
que 1312 kJ mol-1? Justifique sua resposta. 
d) Confirme sua resposta do item (c), calculando a energia de ionização de um mol 
de átomos de hidrogênio que estão no primeiro estado excitado (n = 2).