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Lista de Exercícios 01 – Propriedades e Estrutura dos Átomos 1) O que é um fóton? Como a energia de um fóton está relacionada com (a) a freqüência? (b) comprimento de onda? 2) Quais as unidades do SI básicas para (a) o comprimento de onda da luz, (b) a frequência da luz, (c) a velocidade da luz? 3) Qual é a relação entre onde o comprimento de onda e a frequência da energia radiante? 4) O ozônio na camada superior da atmosfera absorve energia na faixa de 210-230 nm no espectro. Em qual região do espectro eletromagnético essa radiação ocorre? 5) Organize os seguintes tipos de energia eletromagnética em ordem crescente de comprimento de onda: infravermelho, luz verde, luz vermelha, ondas de rádio, raio X, luz ultravioleta. 6) (a) Qual a frequência de radiação que tem um comprimento de onda de 0,452 pm? (b) Qual é o comprimento de onda de radiação de radiação que tem a frequência de 2,55 x 1016 s-1? Quais das radiações seriam visíveis a olho nu, as do item (a) ou (b)? Qual a distância percorrida por uma radiação eletromagnética em 7,50 ms? 7) Os átomos de mercúrio excitados emitem luz intensa em comprimento de onda de 436 nm. Qual a frequência desta radiação? Determine a cor associada ao seu comprimento de onda? 8) O que significa dizer que a energia é quantizada? 9) Por que não notamos a quantização da energia nas atividades cotidianas? 10) A energia de radiação pode ser utilizada para causar a ruptura de ligações químicas. Uma energia mínima de 495 kJ/mol é necessária para quebrar a ligação oxigênio-oxigênio no O2 . Qual o comprimento de onda mais longo da radiação que possui energia necessária para quebrar a ligação? Que tipo de radiação eletromagnética é essa? 12) O valor aceito internacionalmente para a carga do elétron é 1,6022x10-19 C. Calcule a) a carga de 1 mol de elétrons, b) a massa do elétron usando a relação determinada por Thomson, c) a massa de um elétron. 11) Explique como a existência de espectros de linhas é consistente com a teoria de Bohr sobre energias quantizadas para um elétron no átomo de hidrogênio? 12) Nos termos da teoria de Bohr para o átomo de hidrogênio, qual processo ocorre quando seus átomos excitados emitem energia radiante com determinados comprimentos de onda? 13) O que é um isótopo? Por que as massas atômicas não são números inteiros? Cite dois motivos. 14) Dê o número de prótons, nêutrons e elétrons para os átomos abaixo: (a) 23Na; (b) 201Hg; (c) 56Fe3+; (d) 16O2-. 15) Qual é o comprimento de onda (em nanômetros) da luz vermelha que tem uma freqüência de 4,20 x 1014 Hz? 16) Compare a energia de um mol de fótons de luz azul (400 nm) com a energia de um mol de fótons de radiação microondas que tem freqüência 2,45 GHz ( 1 GHz = 109 s-1). Qual tem maior energia. 17) Calcule o comprimento de onda associado com um nêutron de massa 1,675 x 10-24 g e com energia cinética de 6,21 x 10-21 J. (Lembre-se de que a energia cinética de uma partícula em movimento é E = ½ mv2). 18) Calcule o comprimento de onda de um elétron (massa = 9,1 x 10-31 kg) viajando a 1,0 x 106 m/s. 19) Calcule o comprimento de onda de um elefante (massa = 5500 kg) viajando a 1,0 m/s. 20) Descreva os quatro números quânticos de um elétron e diga quais são os seus valores permitidos. 21) Números quânticos: (a) Quando n = 4, quais são os valores possíveis de ℓ? (b) Quando ℓ = 2, quais são os valores possíveis de mℓ? (c) Para um orbital 3s, quais são os valores possíveis de n, ℓ e mℓ?

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(d) Para um orbital 4f, quais são os valores possíveis de n, ℓ e mℓ? 22) Complete as seguintes afirmações: (a) Quando n = 2, os valores de ℓ podem ser _____ e _____. (b) Quando ℓ = 1, os valores de mℓ podem ser _____, _____ e _____, e a subcamada é denominada pela letra ____. (c) Quando ℓ = 2, a subcamada é chamada de subcamada _____. (d) Quando uma subcamada é denominada s, o valor de ℓ é _____, e o valor de mℓ é _____. (e) Quando uma subcamada é denominada p, existem _____ orbitais dentro da subcamada. (f) Quando uma subcamada é denominada f, há _____ valores de mℓ, e existem ______ orbitais dentro da subcamada. 23) Mostre qual(is) dos seguintes orbitais não pode(m) existir de acordo com a teoria quântica: 2s, 2d, 3p, 3f, 4f e 5s. Explique de maneira simples a sua resposta. 24) Explique de maneira simples por que cada um dos seguintes conjuntos de números quânticos não é possível para um elétron em um átomo. (a) n = 2, ℓ = 2, mℓ = 0; (b) n = 3, ℓ = 0, mℓ = -2; (c) n = 6, ℓ = 0, mℓ = 1. 25) Faça a distribuição eletrônica para os átomos abaixo e indique quantos elétrons existem na camada de valência e os quatro números quânticos do elétron mais energético. (a) 12Mg; (b) 16S; (c) 29Cu; (d) 24Cr3+; (e) 8O2-. 26) O nitrogênio na natureza está formado por dois isótopos cujas massas são: 15N=15,0001 e 14N=14,00307. Calcular a massa atômica do nitrogênio sabendo que as riquezas respectivas dos isótopos são 0,37% e 99,63%.