Curso: Engenharias - Lista 1 [fazer as questões marcadas em vermelho (manuscrito) para entregar na data da primeira prova]. Professor: Cristiano

Aluno: .Data: / / . Modelos atômicos e a Estrutura básica do átomo.

1) Faça uma breve descrição das características do átomo proposto por Dalton. 2) Diga o porquê da afirmação feita por Dalton estar errada? Justifique com exemplos. “Os átomos de um mesmo elemento químico possuem a mesma massa.” (Dalton) 3) No experimento de Crookes o que fazia com que os gases emitissem incandescência? 4) Thomson no seu experimento aproveitou-se da experiência de Crookes com raios catódicos para fazer a descoberta de qual partícula subatômica? Faça um desenho mostrando parte do experimento onde “ele” determinou que essa partícula possuía uma provável carga. 5) De posse da relação carga/massa do elétron (1,76x108C/g) determinada por Thomson e da carga do elétron (1,60x10-19C) determinada por Millikan através de um experimento conhecido como “gota de óleo de Millikan” é possível calcular a massa real do elétron em gramas. Portanto, faça esse cálculo e determine também a massa de 200 elétrons. 6) No experimento de Rutherford mostrado a seguir, escreva do lado o que representa cada letra. A:.................................................................

B:................................................................. C:................................................................. D:................................................................. E:................................................................. F:.................................................................

7) No experimento de Rutherford mostrado na questão anterior, o que aconteceu com a maioria das partículas alfa? Porque uma pequena parte desviou sua trajetória? 8) Como ficou o modelo atômico proposto por Rutherford? Explique com um desenho se necessário. 9) Rutherford já sabia na época da existência dos nêutrons? Quem descobriu os nêutrons? 10) Após o experimento de Rutherford e com a contribuição de outros cientistas foram determinadas as principais partículas subatômicas do átomo? Quais são essas partículas e qual a localização de cada uma no átomo até então? 11) Onde está concentrada praticamente toda a massa do átomo? Explique. 12) Considere um átomo X que apresenta 15 prótons e 16 nêutrons e determine o seu número de massa , o número atômico e o seu número de elétrons, além de identificar esse elemento na tabela periódica. 13) Quantos prótons, elétrons e nêutrons existem nos seguintes átomos: a)Cl35 b)S32 c)Cr52

d)Pb206 . Sugestão: procure os números atômicos na tabela periódica.

14) Complete as lacunas com os respectivos valores.

Z A p n e– Carga

15 31 –3

8 8 10

20 40 18

17 18 –1

32 16 0

15) Usando os dados da questão 05 calcule a massa total dos elétrons de um íon cátion bivalente de um átomo X que possui número atômico igual a 82. 16) Em uma analise química de amostra de um mineral um químico identificou a presença de dois isótopos de um elemento químico aos quais chamou de X e Y. Sabendo que X apresenta 20 nêutrons e número de massa 37 qual o número de prótons de X, e qual o número de nêutrons e prótons de Y sabendo que esse apresenta número de massa igual a 35. Identifique de qual elemento químico são esses átomos na tabela periódica. 17) O magnésio tem três isótopos com números de massa igual a 24,25 e 26. Consultando a tabela periódica qual o número de nêutrons de cada isótopo respectivamente? 18) Considere três átomos: X, Y e Z. Os átomos X e Z são isótopos; os átomos Y e Z são isóbaros e os átomos X e Y são isótonos. Sabendo-se que o átomo X tem 20 prótons e número de massa 41, e que o átomo tem Z tem 22 nêutrons, o número de elétrons do átomo Y será: 19) Entre as espécies a seguir quais são isoeletrônicas? 3Li+, 4Be++, 12Mg2+, H2 ,8O2- , 2He. 20) Na isotopia é comum usar os termos urânio-235 e urânio- 238, isso significa que esses átomos apresentam número de massa 235 e 238 respectivamente. Qual seria o número de nêutrons de ambos na ordem dada?

21) Explique por que os átomos não emitem energia continuamente como proposto pela física clássica? 22) Segundo Planck, os átomos emitem “pacotes de energia” aos quais “ele” chamou de quantum de energia. Qual a explicação que Bohr evidenciou para esses “pacotes de energia”? 23) Descreva os principais postulados de Bohr. 24) Com a equação a seguir, Bohr calculou as energias para cada nível do átomo de hidrogênio e organizou-os em ordem crescente de energia o que facilitou o entendimento do salto quântico dos elétrons ou seja a absorção e a liberação de energia na forma de luz. Com base na equação responda.

a) Quando vamos ter o estado fundamental para o átomo de hidrogênio, segundo a equação? b) O que ocorre com a energia (E) quando n tende ao ∞ ? Explique.

c) Qual o valor da energia E, quando n é igual a 2 e n= 4? *d) Considerando um elétron que move-se do nível 4 para o nível 2? Qual o valor do ∆E? Essa energia vai ser liberada ou absorvida? Lembre-se: ∆E= Ef-Ei *25) A partir da equação da questão 24 é possível deduzir rapidamente a equação a seguir o que facilita o cálculo de ∆E.

Faça essa dedução e calcule a variação de energia (∆E) para um elétron que move-se do nível 5 para o nível 1.

26) Para as seguintes transições eletrônicas para o átomo de hidrogênio, calcule a variação energia (∆E). Responda em qual

temos a maior liberação de energia? a) de n=4 para n=3 ; b) de n=3 para n=2

27) Considere as seguintes ondas eletromagnéticas e responda (apenas para revisar conceitos básicos sobre ondas).

I) qual apresenta o menor comprimento de onda?

II) qual apresenta a maior freqüência?

II) Qual das ondas a seguir poderia representar a radiação no ultravioleta e qual o infravermelho?

28) Calcular a freqüência (ν) e a energia emitida (E) por um laser na cor vermelha, usado por um palestrante durante uma

apresentação em congresso. (Use os dados abaixo e o formulário necessário). Observe que o comprimento de onda na tabela

está em nm. (na primeira coluna)

29) Calcule a freqüência (ν) e a energia emitida (E) por uma luz violeta emitida por um fóton. Use a tabela da questão 30.

30) Certos elementos emitem luz de um comprimento de onda específico quando são “queimados” (teste de chama). Os

químicos utilizam tais comprimentos de onda de emissão para identificar certos elementos químicos que estão presentes em

amostras. Veja os comprimentos de onda associados a alguns elementos

químicos e responda.

a) Quais elementos emitem radiação na luz visível ? E na região do

ultravioleta?

b) Qual elemento emite fótons com a menor energia? (OBS.: vc consegue

responder sem fazer cálculos, apenas explique, usando as relações

matemáticas)

31) Na questão 24 item d, você calculou a energia liberada ou absorvida para um elétron que move-se do nível 4 para o nível

2, com esse valor você poderia calcular a freqüência dessa radiação (E=h.ν) e o comprimento de onda (ν=c/λ), usando as

equações pertinentes. Faça esse cálculo e responda. Pelo comprimento de onda calculado, essa radiação está na região do

visível do espectro eletromagnético? Se a resposta for sim, qual a sua cor? Se a resposta for não, essa radiação está mais

próxima do ultravioleta ou do infravermelho?

32) Para as seguintes transições eletrônicas para o átomo de hidrogênio, calcule a energia (∆E), a freqüência e o

comprimento de onda associado a radiação. a) de n=5 para n=3 ; b) de n=4 para n=1

Essas radiações são na luz Visível? Se for, qual a cor ”aproximada” observada? Se a resposta for não, essa radiação está

mais próxima do ultravioleta ou do infravermelho?

OBS.: para responder as questões, basta assistir as aulas e observar os slides disponibilizados pelo professor. Procure-o, caso

tenha dúvidas (Ou a monitoria, caso tenha).

Valeu!!! Bom trabalho!

Questão extra! (Não é obrigatório fazer)

Propriedades ondulatórias do elétron.

Em 1925, De Broglie propôs que um elétron livre de massa m, que se move com uma velocidade v, deve ter um comprimento

de onda associado (𝞴), dado pela equação:

De posse dessa informação calcule o comprimento de onda (em metros e nm) associado com um elétron de massa m=

9,10x10-28 g que viaja a 40,0% da velocidade da luz