Estudo Dirigido - P1 - 2023-2

oe, UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO z 2 DQF-DEPARTAMENTO DE QUIMICA FINDAMENTAL @ QUIMICA GERAL (IC 310) UFRJ PROF: HENRIQUE DE CASTRO EXERCICIOS DIRIGIDOS — 12 Prova 1. O que éum isotopo? 2. Déum exemplo de dois isétopos do elemento carbono. 3. Explique a diferenca entre isdtopos, isdtonos e isdbaros. 4. Defina is6tono. Dé um exemplo de dois isdtonos. 5. Como dois atomos isdbaros sao relacionados em termos de sua massa atémica? 6. O que significa quando dois fons sdo isoeletrénicos? 7. Como a configuracdo eletrénica de um atomo é determinada? 8. Qual é a configuracdo eletrdénica do atomo de sddio? 9. Quais sdo os quatro numeros quanticos e qual é a fun¢cdo de cada um? 10. O que o numero quantico principal (n) representa? 11. Qual 6 a diferenca entre o numero quantico azimutal (I) e o numero quantico magnético (mi)? 12. Descreva as possiveis formas (formatos) dos orbitais s, p, de f. 13. Qual 6 a maxima quantidade de elétrons que um orbital pode conter? 14. Quais sdo as propriedades periddicas dos elementos? 15. Explique a tendéncia na eletronegatividade dos elementos ao longo de um periodo e de um grupo na tabela periddica. 16. Como o raio atémico varia ao longo de um periodo e de um grupo na tabela periddica? 17. O que é energia de ionizagdo? Como ela varia na tabela periddica? 18. Diferencie afinidade eletrdnica de energia de ionizacao. 19. Quais Atomos possuem a configuracdo eletrénica [Ar]4s? 3d"° 4p3? 20. Considerando que os atomos X e Y tm numeros atémicos consecutivos na tabela periddica e os seguintes numeros de massa e de néutrons: e X:numero de massa = 23 e 12 néutrons e Y:numero de massa = 24 e 12 néutrons (ion com carga +2) a. Quais desses atomos sdo isdbaros entre si? Spe UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO g S DQF — DEPARTAMENTO DE QU/MICA FINDAMENTAL % € QUIMICA GERAL (IC 310) ’ urru © PROF: HENRIQUE DE CASTRO b. Quais desses atomos sdo isdtonos entre si? c. Baseado nas informac6ées dadas, identifique se existe algum par de isdtopos. d. Dos elementos citados, qual 6 um jon e por qué? 21. O que os numeros quanticos m; e s representam? 22. Quais sdo os possiveis valores para o numero quantico de spin? 23. Como dois atomos isdtonos sao diferentes em termos de seus numeros de néutrons? 24. Se dois fons sdo isoeletrénicos e tém 18 elétrons, quais sdo suas configuracdes eletr6énicas? 25. O que determina a capacidade de um elemento quimico de atrair elétrons em uma ligacdo covalente? 26. Por que elementos do mesmo grupo na tabela periddica possuem propriedades semelhantes? 27. Baseando-se na regra do octeto, por que alguns atomos tendem a ganhar ou perder elétrons? 28. Dé um exemplo de um elemento que tipicamente forma um cation e outro que tipicamente forma um anion. Explique o motivo. 29. O que é o principio da exclusdo de Pauli e por que é importante para a configura¢cdo eletrénica dos atomos? 30. O que éo principio de Aufbau e como ele é usado para determinar a configuracdo eletrdnica dos atomos? ee 1%, UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO g S DQF — DEPARTAMENTO DE QU/MICA FINDAMENTAL % € QUIMICA GERAL (IC 310) ’ urru © PROF: HENRIQUE DE CASTRO RESPOSTAS 1. Oque é um isétopo? Resposta: Isétopos sdo atomos de um mesmo elemento quimico que possuem o mesmo numero de prdtons (numero atémico), mas diferente numero de néutrons, resultando em diferentes nUmeros de massa. 2. Dé um exemplo de dois isétopos do elemento carbono. Resposta: Carbono-12 ('2C) e Carbono-14 (“C). 3. Explique a diferencga entre isdtopos, isotonos e isdbaros. Resposta: e lIsdtopos: dtomos do mesmo elemento com diferentes nUmeros de massa. e Isdtonos: atomos de diferentes elementos com o mesmo numero de néutrons. e Isdbaros: atomos de diferentes elementos com o mesmo numero de massa. 4. Defina is6tono. Dé um exemplo de dois isdtonos. Resposta: Isédtonos sdo atomos de diferentes elementos quimicos que possuem o mesmo numero de néutrons. Exemplo: “C e 160. 5. Como dois atomos isébaros sao relacionados em termos de sua massa at6mica? Resposta: Isébaros sdo atomos que possuem o mesmo numero de massa, mas pertencem a diferentes elementos quimicos. 6. O que significa quando dois ions sao isoeletrdénicos? Resposta: |Isoeletr6nicos sdo atomos ou fons que possuem a mesma configuracdo eletrdnica, ou seja, oO mesmo numero de elétrons. 7. Como a configuragado eletrénica de um atomo é determinada? Resposta: A configuragdo eletr6nica de um atomo é determinada pelo preenchimento dos orbitais at6micos com elétrons, seguindo o principio de Aufbau, a regra de Hund € o principio da exclusdo de Pauli. 8. Qual é a configuracdo eletrénica do atomo de sddio? Resposta: [Ne]3s'. 9. Quais sao os quatro numeros quanticos e qual é a funcdo de cada um? Resposta: e Numero quantico principal (n): indica o nivel de energia do elétron. e Numero quantico azimutal (I): indica o formato do orbital (s, p, d, f). e Numero quantico magnético (m)): indica a orientacgdo do orbital no espaco. e Numero quantico de spin (s): indica o sentido de rotacdo do elétron (pode ser +% ou -%). 10. O que o numero quantico principal (n) representa? Resposta: Representa o nivel de energia em que o elétron se encontra. ee 1%, UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO g S DQF — DEPARTAMENTO DE QU/MICA FINDAMENTAL % € QUIMICA GERAL (IC 310) ’ urru © PROF: HENRIQUE DE CASTRO 11. Qual é a diferenga entre o numero quantico azimutal (I) e o numero quantico magnético (mi)? Resposta: O numero quantico azimutal (I) indica o formato do orbital (s, p, d, f), enquanto o numero quantico magnético (mj) indica a orientacdo do orbital no espaco. 12. Descreva as possiveis formas (formatos) dos orbitais s, p, d e f. Resposta: e 6s: esférico ep: halteres (dumbbell) ed: quatro dos cinco orbitais tem formas de trevo e um tem formato de rosca e f: complexo, com varios I6bulos e um anel 13. Qual 6 a maxima quantidade de elétrons que um orbital pode conter? Resposta: Um orbital pode conter no maximo 2 elétrons. 14. Quais sao as propriedades periddicas dos elementos? Resposta: Raio atémico, energia de ionizacdo, eletronegatividade e afinidade eletr6énica. 15. Explique a tendéncia na eletronegatividade dos elementos ao longo de um periodo e de um grupo na tabela periddica. Resposta: Ao longo de um periodo, a eletronegatividade geralmente aumenta da esquerda para a direita. Isso ocorre porque o numero de proétons no nucleo aumenta, atraindo mais fortemente os elétrons de ligacdo. Ja ao longo de um grupo, a eletronegatividade tende a diminuir de cima para baixo, devido ao aumento do tamanho atémico. 16. Como o raio atémico varia ao longo de um periodo e de um grupo na tabela periddica? Resposta: O raio at6mico geralmente diminui da esquerda para a direita ao longo de um periodo, devido ao aumento no numero de protons no nucleo. No entanto, o raio at6mico aumenta de cima para baixo dentro de um grupo, devido ao aumento do numero de camadas eletrénicas. 17. O que é energia de ionizagdo? Como ela varia na tabela periddica? Resposta: Energia de ionizacdo 6 a energia necessaria para remover um elétron do estado fundamental de um atomo ou ion gasoso. Na tabela periddica, a energia de ionizacdo geralmente aumenta da esquerda para a direita e diminui de cima para baixo. 18. Diferencie afinidade eletrénica de energia de ionizacao. Resposta: Afinidade eletrénica é a energia liberada quando um elétron é adicionado a um atomo neutro para formar um fon negativo. Energia de ionizacdo, por outro lado, é a energia necessdaria para remover um elétron de um atomo ou ion. 19. Quais dtomos possuem a configuracao eletrénica [Ar]4s? 3d'° 4p?? Resposta: O elemento com essa configuracdo eletr6nica 6 o AntimGnio (Sb). 20. Considerando que os atomos X e Y tém numeros atdémicos consecutivos na tabela periddica e os seguintes numeros de massa e de néutrons: ee 1%, UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO z S DQF — DEPARTAMENTO DE QU/MICA FINDAMENTAL % € QUIMICA GERAL (IC 310) ’ urru © PROF: HENRIQUE DE CASTRO e X:numero de massa = 23 e 12 néutrons e Y:numero de massa = 24 e 12 néutrons (ion com carga +2) a. Quais desses atomos sao isobaros entre si? Resposta: Nao ha atomos isdbaros nesse conjunto. b. Quais desses atomos sao isdtonos entre si? Resposta: X e Y sdo isdtonos, pois possuem o mesmo numero de néutrons. c. Baseado nas informagées dadas, identifique se existe algum par de isdtopos. Resposta: Nao ha par de isdtopos com base nas informacées fornecidas. d. Dos elementos citados, qual é um ion e por que? Resposta: Y é um ion, especificamente um cation com carga +2, porque tem dois elétrons a menos que protons. 21. O que os numeros quanticos m; e s representam? Resposta: e m,(numero quantico magnético) representa a orientacdo do orbital no espaco. e s(numero quantico de spin) indica o sentido de rotacdo do elétron, podendo ser +% ou -%. 22. Quais sdo os possiveis valores para o numero quantico de spin? Resposta: Os possiveis valores para o numero quantico de spin sdo +% e -'%. 23. Como dois atomos isotonos sao diferentes em termos de seus numeros de néutrons? Resposta: Por definicdo, dois atomos isdtonos tem o mesmo numero de néutrons. A diferenca estaria em outros aspectos, como numero de protons e elétrons. 24. Se dois ions sao isoeletrGnicos e tém 18 elétrons, quais sao suas configuragdes eletrénicas? Resposta: A configuracdo eletrdénica para atomos ou ions com 18 elétrons é [Ar]. 25. O que determina a capacidade de um elemento quimico de atrair elétrons em uma ligagao covalente? Resposta: A capacidade de um elemento quimico de atrair elétrons em uma ligagdo covalente é determinada pela sua eletronegatividade. 26. Por que elementos do mesmo grupo na tabela periddica possuem propriedades semelhantes? Resposta: Elementos do mesmo grupo na tabela periddica possuem a mesma configuracgdo eletr6nica em sua camada de valéncia, o que resulta em propriedades quimicas semelhantes. 27. Baseando-se na regra do octeto, por que alguns atomos tendem a ganhar ou perder elétrons? Resposta: Os atomos tendem a ganhar, perder ou compartilhar elétrons para alcancar uma configuracdo eletrénica estavel, geralmente a configuracdo de um gas nobre, que tem oito elétrons na sua camada de valéncia (com excecg6es para os elementos de baixo numero atémico). 28. Dé um exemplo de um elemento que tipicamente forma um cation e outro que tipicamente forma um anion. Explique o motivo. Resposta: Sddio (Na) tipicamente forma um cation (Na*) porque tende a perder um elétron para alcancar a configuracdo de gas oe 1%, UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO 2 2 DQF-DEPARTAMENTO DE QUIMICA FINDAMENTAL @& QUIMICA GERAL (IC 310) UFRRJ PROF: HENRIQUE DE CASTRO nobre. Ja o Cloro (Cl) tipicamente forma um anion (CI) porque tende a ganhar um elétron para alcancar a configuracdo de gas nobre. 29. O que é€ o principio da exclusdo de Pauli e por que é importante para a configuracao eletr6nica dos atomos? Resposta: O principio da exclusdo de Pauli afirma que nado pode haver dois elétrons idénticos em um atomo, ou seja, dois elétrons em um mesmo orbital devem ter spins opostos. Esse principio 6 fundamental para determinar a configuracgdo eletronica dos atomos. 30. O que é o principio de Aufbau e como ele é usado para determinar a configuracgao eletr6nica dos atomos? Resposta: O principio de Aufbau afirma que os elétrons ocupam os orbitais de menor energia primeiro. Esse principio 6 usado para determinar a configuracdo eletronica, preenchendo os orbitais na ordem de sua energia crescente.