1 lista ic 614 - inorganica

7/22/2019 1 Lista Ic 614 - Inorganica

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1a.Lista de Exerccios de Qumica Inorgnica I - IC-614

Prof. Antonio Gerson Bernardo da Cruz

email: [email protected]

1.1. Descreva brevemente o modelo de Bohr e como este explicou o espectro de emisso dohidrognio. Como o modelo de Bohr difere da fsica clssica?

1.2. Como a hiptese de De Broglie justifica o fato de que as energias do eltron no tomo dehidrognio so quantizadas?

1.3. Qual o significado fsico de !2 para um dado ponto em orbital atmico?1.4. Considere a seguinte afirmao: o tomo de hidrognio no possui orbitais 3s. Esta afirmao

correta? Discuta.

1.5. Com cada um dos orbitais 2p se difere um do outro? O que h de errado em se escrever osorbitais atmicos 1p, 1d, 2d, 1f, 2f e 3f? Explique o que significa dizer que os orbitais 4s so

mais penetrantes do que os orbitais 3d?

1.6. Suponha que a incerteza na determinao da posio de um eltron em rbita circular em umtomo seja 0,4 . Qual a incerteza na sua velocidade?

1.7. Uma pessoa que pesa 77 kg corre a 1,5 m s!1. (a) Calcule o momento e o comprimento deonda dessa pessoa. (b) Qual a incerteza na determinao de sua posio em qualquerinstante se for possvel medir seu momento dentro de 0,05%? (c) Preveja as variaes que

ocorreriam se neste problema a constante de Planck fosse 1 J s.1.8. A energia de ligao do magnsio metlico de 5,86 x 10-19J. Calcule a frequncia mnima

da luz necessria para liberar os eltrons do metal. Qual a energia cintica dos eltrons

ejetados se uma luz de frequncia 2,0 x 1015s-1 usada para irradiar o magnsio metlico?

1.9. Nutrons trmicos so nutrons se movendo a velocidades comparveis de partculas no arem temperatura ambiente. Estes nutrons so efetivos na inicializao de reaes nucleares

em cadeia entre istopos do 235U. Calcule o comprimento de onda (em nm) associado com

um feixe de nutrons se movendo a 7,0x 102m/s (massa do nutron = 1,67 x 10 -27kg).

1.10. Calcule o comprimento de onda de de Broglie para cada um dos seguintes casos:a. Um eltron se movendo com 10% da velocidade da luz.b. Um disco de 400 g arremessado com velocidade de 10 km/h.c. Uma bola de boliche de 3,7 kg rolando em uma rampa a 2,0 m/s.d.

Um colibri de 13,7 g voando a uma velocidade de 30 mi/h (1 mi = 1,61 km).1.11. Um tomo de um elemento desconhecido viaja com 15% da velocidade da luz. Ocomprimento de onda de De Broglie deste tomo de 1,06 x 10 -16m. Identifique o elemento.

1.12. Calcule o comprimento de onda emitido por cada uma das seguintes transies espectrais notomo de hidrognio. Que tipo de radiao eletromagntica emitida em cada caso?

a. n = 3 !n = 2b. n = 4 !n = 2 c. n = 2 !n = 1d. n = 4 !n = 3

1.13. Quando um eltron do tomo hlio removido forma-se a espcie He +. O on He+tem apenasum eltron e considerado um tomo hidrogenide. Calcule os comprimentos de onda em

ordem crescente das primeiras quatro transies na srie de Balmer para o on He+. Compare

esse resultado com os observados para o tomo de H. (constante de Rydberg para o He, RH=

4,39 x 107m-1).

1.14. Considere um eltron do tomo de hidrognio no estado excitado. O comprimento de ondamximo que pode remover completamente este eltron (ionizar) 1460 nm. Determine oestado eletrnico inicial para o eltron.

1.15. Qual dos seguintes conjuntos de nmeros qunticos no so permitidos no tomo dehidrognio? Para o conjunto que estiver incorreto, aponte a inconsistncia.

a. n = 3, l= 2 ml = +2;b. n = 4, l= 3, ml= +4;c. n = 0, l= 0, ml= 0;d. n = 2; l= -1, ml= +1;e. n = 3, l= 3 ml= 0; ms = -!

f. n = 4, l= 3, ml= +2, ms = -!;g. n = 4, l= 1, ml= +1, ms = +!;h. n = 2; l= 1, ml= -1, ms = -1;i. n = 5, l= -4, ml= +2, ms = +!;

j. n = 3, l= 1, ml= +2, ms = -!1.16. Qual o nmero mximo de eltrons em um tomo que tem os seguintes nmeros qunticos?

a. n = 5, ml= +1b. n = 5, ms = +!c. n = 3; l= 2d. n = 2, l= 1e. n = 0, l= 0, ml= 0

f. n = 2, l= 1, ml= -1, ms = -!;g. n = 3; ms = +!h. n = 2, l= 2i. n = 1, l= 0, ml= 0


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1.17. Quando um eltron faz uma transio entre nveis de energia de um tomo de hidrognio, noh restries nos valores inicial e final do nmero quntico principal n. No entanto, h uma

regra mecnico-quntica que restringe os valores inicial e final do nmero quntico de

momento angular . Esta regra de seleo, a qual afirma que ! = 1; Em uma transio ovalor de pode aumentar ou diminuir por uma unidade. Com base nessa regra, qual das

seguintes transies so permitidas:

a. 1s!2sb. 2p!1s c. 1s!3dd. 3d!4f e. 4d!3s

1.18. Para os orbitais 3pz , 4dxz , 4s, 4dz2 e5dx2!y2 de um tomo hidrogenide, desenhe o que sepede:

a. O grfico da funo radial R(r);b. O grfico da funo de probabilidade radial R2(r).

1.19. Escreva a configurao eletrnica para os seguintes ons:a.V2+ b.Cr3+ c.Fe3+ d.Zn2+ e.Ag+ f.Pt2+

1.20. Qual das seguintes configuraes a mais favorvel? Justifique em termos das energiascoulmbica, "c, e de troca, "e, para cada caso.

a. oub. ouc. ---- ou ----d. ou

1.21. Quais so os possveis estados para a configurao d3? Determine as energias coulmbica, "c,e de troca, "e, para cada caso. Classifique os estados em ordem crescente de energia.

1.22. Os grficos de probabilidade radial fornecem uma viso sobre as questes de blindagem ecarga nuclear efetiva. Interprete as funes de probabilidade radial na Figura abaixo eexplique por que a ordem geral de preenchimento dos orbitais n = 1, seguido de n = 2,seguido de n = 3. Interprete os grficos para 3s, 3p, e 3d racionalizando a ordem de

preenchimento para esses orbitais.

1.23. Explique brevemente cada caso em termos da configurao eletrnica.a. O on mais comum formado pela prata tem carga +1;b. Cm tem configurao eletrnica com finals2d1f7ao invs des2f8;c. Sn normalmente forma um on com carga +2;


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1.24. Explique os seguintes fenmenos:a. A configurao eletrnica do Cr [Ar] 4s13d5ao invs de [Ar] 4s23d4.b. A configurao eletrnica do Ti [Ar] 4s23d2, porm a do Cr2+ [Ar] 3d4.

1.25. Usando a regra de Slater, determine Zefpara:a. um eltron 3p no P, S, Cl e Ar. Os valores obtidos so concordantes com os tamanhos

relativos desses tomos?b. Um eltron 2p no O2-, F-, Na+ e Mg2+. Os valores obtidos so concordantes com os

tamanhos relativos desses ons?c. Um eltron 4s e 3d do Cu. Qual eltron mais provvel de ser perdido quando o cobre

forma um on positivo?d. Um eltron 4f do Ce, Pr e Nd. Existe um diminuio do tamanho, conhecida como

contrao lantandea, como o aumento do nmero atmico? Os valores de Zef soconsistentes com esta tendncia?

1.26. Use a regra de Slater para calcular Zefsobre o eltron de valncia do np do Al, Ga, In e Tl.Comente os resultados com base na energia de ionizao para estes elementos.

1.27.Nos elementos da primeira srie de transio do Sc ao Zn, h uma pequena queda no raioatmico do Sc passando pelo Ti at o V, da ento os valores flutuam na faixa de 0,124 a0,133 pelo resto da srie. Explique por que os raios atmicos se mantm razoavelmenteconstante ao logo dos elementos do bloco d.

1.28. Um dos fatores que afetam a primeira energia de ionizao a carga nuclear. Li tem umprton a mais do que o hlio (maior Z), e mesmo assim tem energia de ionizao (519kJ/mol) muito menor do que o He (2370 kJ/mol). Explique.

1.29. Explique porque a primeira energia de ionizao do Al (577 kJ/mol) menor do que para oMg (736 kJ/mol).

1.30.Na primeira srie de transio os elementos o Sc ao Zn, exceto do Zn, todos os elementostem energias de ionizao muito similares apesar do aumento da carga nuclear. Explique

porque os elementos do Sc ao Cu tem primeira energias de ionizao muito semelhantes.1.31. De acordo com a configurao eletrnica, explique porque:

a. o enxofre tem um afinidade eletrnica menor do que o cloro.b. O iodo tem uma afinidade eletrnica mais baixa do que o bromo.c. O boro tem uma energia de ionizao mais baixa do que o berlio.d. O enxofre tem energia de ionizao menor do que o fsforo.

1.32. A segunda energia de ionizao do He quase exatamente 4x a energia de ionizao do H, aterceira energia de ionizao do Li quase 9x a energia de ionizao do H:

EI(MJ.mol-1)

H(g)H+

(g)+ e-

He+(g)He2+

(g)+ e-

Li2+(g)Li3+

(g)+ e-

1, 3120

5,2504

11,8149

Explique esta tendncia com base na equao de Bohr para a energia dos nveis para sistemas

monoeletrnicos.1.33. O tamanho dos tomos de metal de transio diminuem ligeiramente da esquerda para direita

na tabela peridica. Quais fatores devem ser considerados para explicar essa diminuio? Porque o raio diminui e por que essa diminuio gradual?

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