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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.
SALESRectangle
SALESRectangle
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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.
SALESRectangle
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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OSG.: 56744/11
tC QumiCa
8
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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