Srie Ensino

TC

Pr-Universitrio

____/____/____

Rumo ao ITA N 01

srgio Matos

QUMicaAluno(a)

Turma Turno Data

Sede

N

Professor(a)

OSG.: 56744/11

Estrutura Atmica

IntroduoDiz a lenda que foi observando os gros de areia na praia

que os gregos Demcrito e Leucipo, cerca de 450 anos antes de Cristo, tiveram a primeira concepo atomstica. Achavam eles que toda a matria era formada por diminutas partculas, s quais chamaram de tomos, que em grego significa indivisveis.

Hoje, ns sabemos que toda a matria formada por tomos, partculas extremamente pequenas, mas no indivisveis. Sabemos que o tomo contm prtons, nutrons e eltrons. E sabemos tambm que os prtons e os nutrons so formados por partculas ainda menores, que so chamadas de quarks. E mais ainda: no interior do tomo, o que mais existe espao vazio. A eletrosfera cerca de 10000 a 100000 vezes maior que o ncleo do tomo!

O tomo de DaltonPor volta de 1808, o ingls John Dalton, utilizando

combinaes qumicas, formulou a seguinte teoria: Toda a matria formada de tomos, esferas

extremamente pequenas, macias, homogneas, indivisveis e indestrutveis.

Os tomos do mesmo elemento qumico so idnticos em massa.

Em uma reao qumica, os tomos das substncias reagentes se reorganizam para formar os produtos.

Modelo "bola de bilhar", de Dalton.

O modelo de Dalton no explicava os fenmenos da eletricidade e da radioatividade, bem como a existncia dos istopos, tendo por isso se tornado obsoleto.

A descoberta dos eltronsEm meados do sculo XIX, Sir William Crookes, criou um

tubo de vidro que ficou conhecido como ampola de Crookes, o qual continha um gs rarefeito (gs a baixa presso) que era submetido a uma descarga eltrica (como no tubo de imagem de uma TV). Vrios experimentos foram realizados, observando-se a formao de uma mancha luminosa em frente ao ctodo (polo negativo). Constatou-se que havia um feixe de partculas que partia do ctodo, ao qual se chamou de raios catdicos.

CtodoGerador

nodo

Vcuo

A experincia dos raios catdicos.

Foram descobertas as seguintes propriedades para os raios catdicos:

1. Os raios catdicos possuam massa.2. Os raios catdicos possuam carga eltrica negativa.3. Os raios catdicos se propagavam em linha reta.

Posteriormente, os raios catdicos foram chamados de eltrons. A descoberta dessas partculas atribuda a J. J. Thomson, fsico ingls que conseguiu medir a relao entre sua carga e sua massa (e/m) pela anlise do movimento do eltron quando submetido a um campo eltrico ou magntico. Para o eltron, em um campo magntico, temos:

e

m

v

BR=

Sendo:v = velocidade atingida pelo eltron em um campo

eltrico-magntico de induo;B = mdulo do vetor induo magntica;R = raio da trajetria circular descrita pelo eltron no campo

magntico.

A experincia de MillikanA determinao da carga do eltron foi feita em 1909, pelo

fsico estadunidense Robert Millikan, atravs da observao do movimento, em um campo eltrico, de gotculas de leo eletrizadas.

O experimento de Millikan consiste em pulverizar um leo dentro de uma cmara contendo gs ionizado. Na queda, as gotas de leo ficam eletrizadas com um ou mais eltrons. Isso ocorrendo com vrias gotculas, cada uma delas deve adquirir a carga correspondente a 1 eltron ou mais de um. Medindo-se a carga das vrias gotculas, o mximo divisor comum dos resultados obtidos a carga do eltron. A medio da carga de uma gotcula feita atravs de dados obtidos de seu movimento dentro do campo eltrico, ao ser observada com o auxlio de um microscpio.

G

O A

M

N

T

C

L

J J

R

B

+

+ + + + + +

A experincia de Millikan, da gota de leo. M um manmetro para a regulagem, na cmara C, da presso do gs que vem pela tubulao T. N o nebulizador do leo e R um tubo produtor de raios X. A e B so placas planas e paralelas eletrizadas. H um orifcio O na placa A pelo qual uma gotcula G de leo entra no campo eltrico, iluminado pela lmpada L atravs da janela lateral J.

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2

A descoberta dos prtonsEm 1886, Eugen Goldstein, utilizando um ctodo perfurado

em uma ampola semelhante de Crookes, observou que havia a formao de um feixe luminoso que aparecia atrs do ctodo, originado no nodo. Goldstein chamou esse feixe de raios andicos ou raios canais.

Ctodo

nodo

Gerador

Vcuo A experincia dos raios canais.

Goldstein verificou as seguintes propriedades dos raios andicos:

1 Os raios andicos possuam massa.2 Os raios andicos possuam carga eltrica positiva.3 Os raios andicos se propagavam em linha reta.

Verificou-se ainda que, se o gs contido na ampola fosse o hidrognio, os raios apresentavam a menor massa possvel. Conclui-se que, neste caso, os raios canais eram constitudos essencialmente da menor partcula de carga positiva, a qual recebeu o nome de prton.

O tomo de ThomsonBaseando-se nos experimentos com a ampola de Crookes,

J.J. Thomson, em 1898, sugeriu a seguinte teoria: O tomo era formado por uma massa esfrica, que

possua carga eltrica positiva. Essa massa possua cargas eltricas negativas incrustadas

(os eltrons), semelhantemente s passas em um pudim. A carga total do tomo era nula, de modo a haver a

neutralidade da matria.

Modelo pudim de passas, de Thomson.

Anotaes

Os raios X e a radioatividade

A descoberta dos raios X ocorreu por acaso, em 1895, quando Wilhelm Rntgen verificou a existncia de raios invisveis, desprovidos de massa e carga eltrica, com grande poder de penetrao e que eram capazes de manchar chapas fotogrficas.

Em 1896, o francs Henri Becquerel observou que algumas substncias contendo urnio emitem espontaneamente raios capazes de atravessar a matria. Muitas pesquisas foram realizadas at 1900, culminando com a descoberta de trs tipos de radiao, designadas por , e .

Partculas alfa (): so formadas por dois prtons e dois nutrons. Tm, portanto, carga eltrica positiva, so relativamente pesadas e so o tipo de radiao de menor poder penetrante (podem ser bloqueadas por uma folha de papel);

Partculas beta (): cada partcula corresponde a um eltron altamente energizado. So, portanto, relativamente leves e de carga eltrica negativa. Possuem maior poder penetrante que as partculas , podendo ser barradas por uma folha de alumnio.

Raios gama (): so radiaes eletromagnticas semelhantes luz e aos raios X, s que mais energticas. Possuem carga e massa nulas e possuem o maior poder penetrante, somente podendo ser bloqueadas por um bloco de chumbo bem espesso.

Partculas 24 24 2 ou He +

Partculas

10 ou e

Raios gama 00

Partcula alfa

Partcula beta

Papel Folha dealumnio

Bloco dechumbo

Raio gama

Testando o poder de penetrao das radiaes.

Muitas descobertas no campo da radioatividade so atribudas ao casal Curie. Pierre Curie, francs, e Marie Sklodovska Curie, polonesa, conseguiram descobrir dois elementos radioativos: o polnio e o rdio.

A descoberta do ncleo O tomo de Rutherford

Em 1911, Ernest Rutherford, fsico neozelands, auxiliado por Geiger e Marsden, bombardeou uma fina lmina de ouro com partculas que eram emitidas por uma amostra de polnio, como mostra a figura:

bloco de Pb

amostra de Po

placa de Pbcom orifcio

lminade Au

folha de ZnS

partculas

A experincia de Rutherford.

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Rutherford fez as seguintes observaes:

1 A maioria das partculas atravessava a lmina de ouro sem

sofrer desvio.

2 Algumas poucas partculas eram desviadas de sua trajetria.3 Outras partculas , em menor quantidade, eram rebatidas e

retornavam.Em 1911, Rutherford apresentou ao mundo o seu modelo

atmico (tomo nucleado), concluindo que o tomo possui um grande espao vazio, onde esto os eltrons (eletrosfera), e um ncleo, que possui carga eltrica positiva e onde se acha concentrada a massa do tomo.

Muitos cientistas da poca sentiram-se impelidos a acreditar que o tomo se assemelhava a um sistema solar, em que o ncleo se assemelharia ao Sol e os eltrons aos planetas. Essa ideia ficou conhecida como modelo planetrio ou modelo atmico clssico.

O tomo clssico era semelhante a um sistema solar.

Anotaes

A Teoria Quntica de Max Planck

Os raios gama, os raios X, a luz visvel, ultravioleta e infravermelho, as hertzianas (ondas de rdio e TV) e as micro-ondas propagam-se no vcuo sempre velocidade de 300000 quilmetros por segundo e so chamadas ondas eletromagnticas.

Micro-ondas Luz visvel

Ondas infravermelhas

Ondas visveisBaixa frequncia

A parte visvel do espectro eletromagntico uma faixa estreita de comprimento de onda.

Alta frequncia

Ondas de rdio

Raios X

Raios gama

Raios ultravioleta

O espectro eletromagntico.

Com o objetivo de justificar a distribuio de energia entre as diversas formas de radiao emitidas por um corpo negro, o fsico alemo Max Planck formulou, no ano de 1900, uma ideia segundo a qual a energia somente pode ser emitida por quantidades discretas, ou seja, por quantidades mltiplas de uma mnima chamada quantum (plural: quanta). Era a Teoria Quntica de Max Planck.

Segundo a Teoria Quntica, a energia das ondas eletromagnticas proporcional frequncia da radiao e pode ser calculada pelas expresses:

E hv ou Eh c

= =

Sendo:E = energia, em joules (J);v = frequncia da radiao, em hertz (Hz);

vc

=

l = comprimento de onda da radiao, em metros (m).c = velocidade da luz no vcuo = 2,9979 108 m/s;h = constante de Planck = 6,6262 10

43 J s.

0 1

Comprimentode onda

Comprimentode onda

Amplitude

Vale

Crista

2 3 4 5

Exemplo de uma onda simples.

O efeito fotoeltricoQuando um feixe de luz incide sobre uma placa metlica,

verifica-se, em determinadas condies, uma emisso de eltrons pela placa irradiada. Segundo Einstein, para que haja emisso de um eltron necessria uma energia mnima caracterstica do metal (a sua energia de ionizao). Quando o fton incidente tem energia maior que a energia de ionizao, a diferena entre as duas parcelas passa a ser a energia cintica do eltron emitido, ou seja:

E c = = E I ou mv hv Itot1

22

Sendo:E

tot = hv = energia do fton;

I = energia de ionizao;

Ec =

1

22mv = energia cintica do eltron emitido.

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O tomo de Bhr

No incio do sculo XX, havia uma difi culdade em se aceitar o modelo atmico planetrio, pois se sabia que uma carga eltrica que gira em torno de uma outra de sinal contrrio perde energia continuamente, resultando numa aproximao entre as duas, conforme mostravam os estudos de Eletrodinmica. Isso signifi cava que os eltrons deveriam se aproximar continuamente do ncleo at haver a coliso, o que tornava invivel a ideia sobre os tomos.

Para resolver o impasse, o fsico dinamarqus Niels Bhr formulou em 1913 o seu modelo atmico, observando o espectro de emisso do tomo de hidrognio e baseando-se na Teoria Quntica de Planck.

Tubo de descargaem gs contendohidrognio

Fendas

Prisma

Violeta Azul Vermelho

656,

3nm48

6,3

nm432,

4nm41

0,3

nm

O espectro do tomo de hidrognio (um espectro descontnuo).

Compare esse espectro com um espectro contnuo, por exemplo, o da luz solar:

Fendas

Prisma

Anteparo Vio

leta

Ani

lA

zul

Verd

eA

mar

elo

Lara

nja

Verm

elho

Luz branca

O espectro contnuo.

O modelo de Bhr consistia nos seguintes postulados:

Postulados Mecnicos

O eltron descreve rbitas circulares em torno do ncleo sem absorver ou emitir energia espontaneamente.

Somente so possveis certas rbitas com energias fi xas (energias quantizadas). As rbitas permitidas so aquelas para as quais o momento angular do eltron (mvr) um mltiplo inteiro de h/2:

mvrnh

=

2pi

Sendo h a constante de Planck e n um nmero inteiro maior que zero.

O modelo das rbitas circulares de Bhr.

K L M N O P QNcleo

rbitas circulares(eletrosfera)

Os nveis de energia so numerados de n = 1 at n = (infi nito). Quanto mais afastado do ncleo estiver o eltron, maior a energia.

Postulado ptico

Ao receber energia, o eltron salta para rbitas mais externas. Ao retornar para rbitas mais internas, emite energia na forma de ondas eletromagnticas.

Energia

Eltron absorvendo energia Eltron emitindo energia

Ncleo Ncleo

Energia

Saltos qunticos do eltron no tomo de Bhr.

A energia absorvida ou emitida pelo eltron no chamado salto quntico dada pela diferena entre as energias dos nveis envolvidos:

E E Efinal inicial=

Essa energia absorvida ou emitida, DE, dependente da frequncia da radiao eletromagntica envolvida, de acordo com a Teoria Quntica de Planck:

E hV ou E h c= =

Observaes:

I. tomos hidrogenoides so aqueles que possuem apenas 1 eltron. Para esse tipo de tomo se aplica tambm a teoria de Bhr, com a energia do eltron na rbita sendo dada por:

Eme Z

n hou E

Z

neVn n= =

4 2

02 2 2

2

28

13 6

,

Sendo:Z = nmero atmico

m = massa do eltron = 9,1095 1031kg

e = carga do eltron = 1,6022 1019C

0 = permissividade do vcuo = 8,8542 1012C2 N1 m2

h = constante de Planck = 6,626 1034J s

eV = eltron-Volt (unidade de energia que equivale a

1,6022 1019J).

Desse modo, a energia do eltron numa rbita do tomo

de hidrognio (Z = 1) dada por:

eV En

n =13 6

2

,

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II. medida que o eltron se afasta do ncleo, a energia aumenta, mas os nveis energticos se tornam cada vez mais prximos:

eV

0

I

n = 3

n = 2

n = 1 13,6

n =

Os nveis de energia em um tomo de hidrognio. Os nveis energticos se tornam cada vez mais prximos, quando n aumenta.

III. O raio da rbita de um tomo hidrogenoide dado por:

r = =

pi0

2 2

2

20 0529n h

me Zou r

n

Znm

,

1nm = 109m

IV. Os raios das rbitas tambm aumentam medida que cresce o valor de n. No entanto, o afastamento entre as rbitas tambm cresce:

+

As rbitas de Bhr. A diferena entre os raios das rbitas cresce com n.

Anotaes

Sries espectrais

Por meio da teoria de Bhr se pode calcular o nmero de onda (recproco do comprimento de onda) da radiao eletromagntica emitida pelo eltron, utilizando-se para isso a equao abaixo:

v

=

RZ n nf i

22 2

1 1(Equao de Rydberg)

Sendo:v = nmero de onda = 1/l, medido em m1

R = constante de Rydberg, 1,097 107m1

Z = nmero atmicon

i = nvel inicial do salto quntico de emisso, n

i > n

f

nf = nvel fi nal do salto quntico de emisso

As linhas (raias) observadas no espectro do tomo de hidrognio (Z = 1) podem ser classifi cadas de acordo com o tipo de radiao eletromagntica emitida e, consequentemente, com o nvel fi nal do salto quntico. So as chamadas sries espectrais.

Pela equao de Rydberg, temos:

Srie de Lyman: nf = 1 (ultravioleta)

Srie de Balmer: nf = 2 (visvel)

Srie de Paschen: nf = 3 (infravermelho)

Srie de Brackett: nf = 4 (infravermelho)

Srie de Pfund: nf = 5 (infravermelho)

Srie de Humphries: nf = 6 (infravermelho)

Srie

de

Lym

an

Srie de Pf

undSr

ie de B

racket

t

Srie

de Pa

schem

H

H

S

rie d

e Ba

lmer

K L M N O P

O modelo atmico de SommerfeldEm 1916, Arnold Sommerfeld, ao estudar com mais cuidado

os espectros atmicos, observou que as raias possuam subdivises. Sommerfeld tentou explicar o fato estabelecendo que para cada camada eletrnica haveria 1 rbita circular e n1 rbitas elpticas de diferentes excentricidades (razo entre a distncia focal e o eixo maior da elipse). Por exemplo, para a 5 camada, haveria 1 rbita circular e 4 rbitas elpticas. O modelo de Sommerfeld deu a primeira ideia a respeito das subcamadas eletrnicas.

Exemplo de um tomo segundo Sommerfeld.

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A descoberta dos nutros

Em 1932, o fsico ingls James Chadwick, realizando experincias com partculas alfa, verificou que os ncleos continham, alm dos prtons, outras partculas, de massa aproximadamente igual do prton mas eletricamente neutras, s quais chamou de nutrons. O experimento de Chadwick consistiu em bombardear tomos de berlio-9 com partculas :

49

24

612

01Be + + C n

Os nutrons j haviam sido previstos por Rutherford, que imaginou que somente seria possvel os prtons compartilharem o minsculo volume do ncleo atmico se l existissem partculas de carga neutra.

O modelo atmico atualOs tomos no so esferas macias e indivisveis como

pensava Dalton, mas sistemas compostos por vrias partculas. Prtons e nutrons (ambos chamados ncleons) compem o ncleo, equanto a eletrosfera formada pelos eltrons. A massa do tomo est praticamente toda concentrada no ncleo, uma vez que a massa do eltron muito pequena em relao s massas do prton e do nutron.

O modelo atual baseado ainda em orbitais regies onde os eltrons mais provavelmente podem ser encontrados.

Partculas atmicas fundamentais (partculas elementares):

Partcula MassaMassa

relativaCarga

Carga relativa

prtonnutroneltron

1,67261027 kg1,67491027 kg9,10951031 kg

11

1/1836

+1,60221019 C0

11,60221019 C

+101

Conceitos fundamentais

Nmero atmicoNmero atmico (Z) o nmero de prtons de um tomo.

Exemplo: sdio (Na): Z = 11

tomo neutro todo tomo que possui igual nmero de prtons e

eltrons. Exemplo: clcio (Ca): Z = 20 possui 20 prtons e 20 eltrons.

on um tomo eletricamente carregado. Um on pode ter

carga positiva ou negativa: Ctiontomoqueperdeueltronseque,portanto,possui

carga positiva. Exemplo: Na+ = tomo de sdio que perdeu 1 eltron;

niontomoqueganhoueltrons,eque,portanto,possuicarga negativa. Exemplo: O2 = tomo de oxignio que ganhou 2 eltrons.

Nmero de massaNmero de massa (A) a soma dos nmeros de prtons e

nutrons de um tomo.

A = Z + N

Exemplo: Um tomo de potssio (K) que possui 19 prtons (Z) e 20 nutrons (N), tem nmero de massa 39.

Levando-se em conta o nmero atmico e o nmero de massa, o tomo pode ser representado da seguinte maneira:

ZA qX

Sendo:

X = smbolo do elemento A = n de massaZ = n atmico q = carga (no caso dos ons)

Massa atmica de um tomo

a massa do tomo medida em unidades de massa atmica (u) grandeza que corresponde a 1/12 do tomo 6

12C. A massa atmica dada por um valor muito prximo do nmero de massa, mas as duas grandezas so diferentes. Exemplo: o tomo de 17

35C possui nmero de massa igual a 35, mas sua massa atmica 34,969u.

IstoposSo tomos do mesmo elemento qumico, portanto

possuem o mesmo nmero atmico (Z), mas possuem diferentes nmeros de nutrons.

Exemplo: os istopos do hidrognio so o prtio 11H( ), o deutrio

12H( ) e o trtio 13H( ) .

As massas dos istopos so obtidas atravs de um espectrgrafo de massa, como mostra a figura:

Grade negativa

Filamentoaquecido

Feixe deeltrons

Entrada denenio gasoso

Para a bombade vcuo

(+)

() ()

m

Detector

Tubo de vidroevacuado

Nmeros demassa

N

S

O espectrgrafo de massa. Neste caso esto sendo utilizados os istopos do nenio.

IsbarosSo tomos de elementos qumicos diferentes que possuem

o mesmo nmero de massa (A).

Exemplo: 614

714C e N .

IstonosSo tomos de elementos qumicos diferentes que possuem

o mesmo nmero de nutrons (N).

Exemplo: 1939

2040K e Ca possuem N = 20.

IsodiferosSo tomos que tm a mesma diferena entre o nmero

de nutrons e o nmero de prtons.

Exemplo:

715N: possui 7 prtons e 8 nutrons N Z = 1817O: possui 8 prtons e 9 nutrons N Z = 1

IsoeletrnicosSo espcies qumicas (tomos ou grupos de tomos) que

possuem o mesmo nmero de eltrons.

Exemplo: 8O2,

9F,

12Mg2+, NH

3 e H

2O possuem 10 eltrons cada.

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SALESCalloutFonte: Farias Brito

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Exerccios

Exerccios de Fixao

01. Dalton, em sua Teoria Atmica, criou um modelo que serviu para explicar alguns fatos como a conservao da massa nas reaes qumicas (Lei de Lavoisier). Explique como isso foi possvel.

02. No experimento de espalhamento das partculas , o que mais impressionou Rutherford foi o fato de algumas dessas partculas no atravessarem a lmina de ouro. Explique por que esse fato ocorreu e qual a razo do espanto de Rutherford.

03. Segundo o modelo de Bhr para o tomo de hidrognio, o raio das rbitas era proporcional a n2 e a energia a 1/n2. Faa consideraes a respeito dos espaamentos relativos entre as rbitas eletrnicas e a respeito dos espaamentos entre os nveis em um diagrama de energia.

04. Para a determinao da 1 energia de ionizao de um determinado elemento qumico, forneceu-se uma radiao eletromagntica de 1152,0 eV ao seu tomo. O eltron foi ento ejetado a uma velocidade de 2,0 107 m/s. A 1 energia de ionizao do elemento analisado de, aproximadamente:A) 1392 kJ/mol B) 1683 kJ/molC) 1904 kJ/mol D) 2410 kJ/molE) 2258 kJ/mol

05. Dados trs tomos, A, B e C, notamos que A e B so istopos, A e C so istonos e B e C so isbaros. Sabe-se ainda que: A soma dos nmeros de prtons de A, B e C 79; A soma dos nmeros de nutrons de A, B e C 88; O nmero de massa de A 55. Encontre seus nmeros de nutrons.

Encontre seus nmeros de nutrons.

Exerccios Propostos

01. Um conceito estabelecido pelo modelo atmico de Bhr, ainda aceito hoje, o dos nveis de energia. A energia absorvida ou liberada por um eltron na transio entre dois nveis dada por: DE = hn, onde:h = contante de Planck (6,626 1034 J s)n = frequncia da reao absorvida ou emitida.

Determine a frequncia da radiao absorvida ou emitida com uma energia de 10,2 eV.

02. Qual o progresso significativo alcanado pelo modelo de Thomson, em relao ao de Dalton?

03. O modelo de Bhr propunha um tomo com ncleo que concentrava a massa, eltrons girando em rbitas circulares em torno do ncleo e nveis energticos permitidos aos eltrons, entre outras caractersticas. Quais das caractersticas citadas ainda hoje so aceitas?

04. A energia de um nvel no tomo de hidrognio dada por: E = 13,6/n2 eV, onde n = n inteiro positivo. Determine, em eV, a energia de ionizao do tomo de hidrognio.

05. Dalton, na sua Teoria Atmica, props entre outras hipteses que:A) Os tomos so indivisveis.B) Os tomos de um determinado elemento so idnticos

em massa. luz dos conhecimentos atuais, quais as crticas que podem

ser formuladas a cada uma dessas hipteses?

06. Na clebre experincia da gota de leo colocada em um recipiente contendo gs eletricamente carregado, Millikan mediu a carga do eltron em unidades eletrostticas, ues. Os dados coletados incluem a seguinte srie de cargas encontradas nas gotas de leo: 9,6 1010ues, 1,92 109ues, 2,40 109ues, 2,88 109ues e 4,80 109 ues. Assinale a opo que indica o nmero de eltrons em uma gota de leo com carga de 6,72 109ues.A) 1 B) 3C) 8 D) 11E) 14

07. O modelo atmico de Bhr considera que o eltron executa movimento circular uniforme em torno do ncleo, e que o momento angular do eltron um mltiplo inteiro de h/2. Utilizando esses dois conceitos demonstre uma expresso para o clculo da velocidade do eltron de um tomo hidrogenoide em funo, apenas, do nmero atmico (Z), da carga elementar (e), da constante de Planck (h), da permissividade do vcuo (

0) e do nmero do nvel eletrnico (n).

08. O efeito fotoeltrico pode ser utilizado para se calcular a energia de ionizao de um tomo. Essa energia corresponde ao mnimo necessrio para ejetar o eltron do tomo isolado, partindo do estado fundamental. Suponha que o eltron solitrio de um tomo monoeletrnico no estado fundamental seja incidido por um fton com comprimento de onda l. Utilizando a teoria de Bhr, demonstre uma expresso para a velocidade de ejeo que o eltron ter nessas condies, em funo do nmero atmico (Z), do comprimento de onda do fton incidente (l), da constante de Planck (h), da massa do eltron (m), da velocidade da luz no vcuo (C) e da constante de Rydberg (R).

09. O eltron do tomo de hidrognio, no estado fundamental, incidido por um fton e atinge a camada Q. Aps isso o eltron emite um fton de energia igual a 3,122 eV. A srie espectral qual pertence o salto quntico de emisso, e o comprimento de onda do fton emitido so, respectivamente:A) Lyman, 396 nm B) Balmer, 396 nmC) Lyman, 396 D) Balmer, 396 E) Brackett, 3960

10. Considere as seguintes informaes sobre os tomos A, B e C: Seus nmeros atmicos so 3x + 4, 4x 1 e 2x + 10,

respectivamente: Os ons A+ e C2+ so isoeletrnicos; A e C so istonos; B e C so isbaros; A soma dos nmeros de nutrons de A, B e C 61.Encontre os nmeros atmicos e de massa dos trs tomos.

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Gabarito Exerccios de Fixao

01 02 03 04 05

* * * A *

* 01: Segundo Dalton, os tomos eram indivisveis e tomos de um mesmo elemento possuam a mesma massa. Uma reao qumica consistia to somente num rearranjo das pequenas esferas, de modo que a massa do sistema reacional se mantinha constante.

02: As partculas ao se aproximarem do ncleo sofriam desacelerao e repulso. O bombardeio de partculas sobre a lmina de ouro era como atirar com um canho numa folha de papel. Rutherford esperava que todas as partculas atravessassem a lmina.

03: r proporcional a n2. Assim, para: n = 1 r 1; n = 2 r 4; n = 3 r 9; n = 4 r 16; etc.

O espaamento entre as rbitas aumenta com n. A energia proporcional a 1/n2. Assim, para: n = 1 E 1; n = 2 E 1/4; n = 3 E 1/9; n = 4 E 1/16; etc. O espaamento entre as linhas diminui com n. 05.

26A55,

26B56,

27C56

Gabarito Exerccios Propostos

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10

* * * * * E * * B *

* 01: 2,4 1015 s1

02: Com a descoberta dos eltrons (raios catdicos), pequenas partculas de carga negativa arrancadas de uma placa metlica (ctodo) na ampola de Crookes, conseguiu-se explicar a natureza da eletricidade (corrente eltrica), j conhecida na poca.

03: A existncia do ncleo e dos nveis de energia. Estes ltimos representam a quantizao da energia, proposta por Max Planck, sendo aplicada a sistemas atmicos.

04: Estado fundamental: n = 1 E = 13,3 eV.

Estado ionizado: n = (a distncia terica do eltron ao ncleo infinita) E = 0

Energia de ionizao = 0 (13,6 eV) EI = 13,6 eV

05: A) Os tomos so constitudos por prtons, nutrons, eltrons e outras partculas, sendo, portanto, divisveis.

B) Podemos ter tomos de um mesmo elemento com massas diferentes, que constituem os istopos desse elemento.

07:

=

Ze

nh

2

02

08:

=

2 1 2hc

mRZ

10: 19

A39; 19

B40; 20

C40

AN 16/02/12 Rev.: TM

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OSG.: 56744/11

tC QumiCa

9

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