Modelos atômicos PDF - Questões de Química e Modelos Atómicos
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Vitoria Rocha De Moraes
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Este documento contém uma lista de exercícios sobre modelos atómicos, abordando questões do exame e exercícios práticos. Os tópicos incluem a estrutura atómica, os modelos de Dalton e Bohr, e teoria quântica. O documento é útil para estudantes de química e física atómica.
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Modelos atômicos I (Lista 1) Questão 1 (UECE) Cada elemento químico apresenta um espectro característico, e não há dois espectros iguais.O espectro é o retrato interno do átomo e assim é usad...
Modelos atômicos I (Lista 1) Questão 1 (UECE) Cada elemento químico apresenta um espectro característico, e não há dois espectros iguais.O espectro é o retrato interno do átomo e assim é usado para identificá-lo, conforme ilustração dos espectros dos átomos dos elementos hidrogênio, hélio e mercúrio. Bohr utilizou o espectro de linhas para representar seu modelo atômico, assentado em postulados, cujo verdadeiro é: a) ao mudar de órbita ou nível, o elétron emite ou absorve energia superior à diferença de energia entre as órbitas ou níveis onde ocorreu essa mudança. b) todo átomo possui um certo número de órbitas, com energia constante, chamadas estados estacionários, nos quais o elétron pode movimentar-se sem perder nem ganhar energia. c) os elétrons descrevem, ao redor do núcleo, órbitas elípticas com energia variada. d) o átomo é uma esfera positiva que, para tornar-se neutra, apresenta elétrons (partículas negativas) incrustados em sua superfície. Questão 2 (CFTMG - 2020) Considere os seguintes fenômenos de interesse científico: I. Eletrização de uma régua por atrito. II. Fusão de uma barra de gelo exposta ao Sol. III. Conservação da massa em uma reação química. IV. Condução de eletricidade em um circuito simples. V. Emissão de luz colorida no estouro de fogos de artifício. O modelo atômico de Dalton, proposto no início do século XIX, pode ser utilizado para explicar os Vitoria Rocha De Moraes - [email protected] - CPF: 520.496.958-61 fenômenos descritos em a) I e IV. b) II e III. c) II e V. d) III e IV. Questão 3 (UEG - 2021) Um dos grandes desafios enfrentados pela Química, como ciência, foi desvendar a estrutura da matéria. O assunto foi discutido desde a Grécia antiga, por filósofos como Leucipo e Demócrito, que apresentaram hipóteses sobre a constituição da matéria. No entanto, foi somente no ano de 1803 que o inglês John Dalton (1766-1844) retomou as ideias originais dos filósofos atomistas, no desenvolvimento do seu modelo atômico, baseado em resultados experimentais, que auxiliaram na comprovação de suas hipóteses. Porém, no método científico, cada modelo atômico proposto manteve a sua validade, até que alguma evidência experimental o contradissesse. Dessa forma, com relação ao modelo atômico de Dalton, o principal fato científico que o levou a ser abandonado foi: a) a comprovação da natureza elétrica da matéria, com a descoberta do elétron. b) o espalhamento das partículas alfa, realizado por Ernest Rutherford. c) a explicação dos espectros de emissão atômica. d) a divisão do átomo em núcleo e eletrosfera. e) a descoberta da dualidade onda-partícula Questão 4 (UFPR - 2009) Segundo o modelo atômico de Niels Bohr, proposto em 1913, é correto afirmar: a) No átomo, somente é permitido ao elétron estar em certos estados estacionários, e cada um desses estados possui uma energia fixa e definida. b) Quando um elétron passa de um estado estacionário de baixa energia para um de alta energia, há a emissão de radiação (energia). c) O elétron pode assumir qualquer estado estacionário permitido sem absorver ou emitir radiação. d) No átomo, a separação energética entre dois estados estacionários consecutivos é sempre a mesma. e) No átomo, o elétron pode assumir qualquer valor de energia. Vitoria Rocha De Moraes - [email protected] - CPF: 520.496.958-61 Questão 5 Dentre os postulados abaixo, qual não faz parte da teoria de Dalton: a) A matéria é formada por átomos esféricos, maciços, indivisíveis e indestrutíveis, semelhantes a uma bola de bilhar. b) Átomos de um mesmo elemento são iguais, inclusive a massa, e átomos de elementos diferentes possuem propriedades diferentes, inclusive a massa; c) O átomo é formado por uma parte mais densa denominada núcleo e por outra parte onde os elétrons se movimentam, a eletrosfera. d) Uma substância química composta é formada pela combinação de diferentes tipos de átomos; e) Nas reações químicas, ocorre o rearranjo dos átomos, e não a destruição destes, formando novas substâncias. Questão 6 Qual das alternativas a seguir não apresenta um dos postulados propostos por John Dalton em seu modelo atômico? a) Substâncias químicas diferentes são formadas pela combinação de átomos diferentes. b) Os átomos de diferentes elementos químicos apresentam propriedades diferentes uns dos outros. c) O peso relativo de dois átomos pode ser utilizado para diferenciá-los. d) Um átomo tem um conjunto de energia disponível para seus elétrons, isto é, a energia de um elétron em um átomo é quantizada. e) Uma substância química composta é formada pela mesma combinação de diferentes tipos de átomos. Questão 7 Niels Bohr contribuiu muito para o desenvolvimento da ciência e tecnologia através de uma única mudança de paradigma. Para interpretar corretamente as observações experimentais de Rutherford, Bohr abriu mão de toda a teoria clássica e introduziu a teoria quântica para justificar a não atração dos elétrons pelo núcleo atômico. Dessa forma, Bohr enunciou os níveis de energia quantizados, níveis de energia determinados nos quais os elétrons se encontram estabilizados na estrutura do átomo. Logo, somente alguns níveis (estados) são permitidos. Embora o conceito de quantização pareça algo distante, com base no texto acima, podemos identificá-lo em nosso cotidiano, como, por exemplo: a) no ato de pedalar uma bicicleta por uma estrada retilínea. b) no momento em que aquecemos a água de 0° a 50°C. c) quando subimos os degraus de uma escada. Vitoria Rocha De Moraes - [email protected] - CPF: 520.496.958-61 d) quando escorregamos por um escorregador. e) sempre que deixamos um líquido escoar pelo ralo. Questão 8 (UFMG 2006) No fim do século XIX, Thomson realizou experimentos em tubos de vidro que continham gases a baixas pressões, em que aplicava uma grande diferença de potencial. Isso provocava a emissão de raios catódicos. Esses raios, produzidos num cátodo metálico, deslocavam-se em direção à extremidade do tubo (E). Na figura, essa trajetória é representada pela linha tracejada X.) Nesses experimentos, Thomson observou que I) a razão entre a carga e a massa dos raios catódicos era independente da natureza do metal constituinte do cátodo ou do gás existente no tubo; e II) os raios catódicos, ao passarem entre duas placas carregadas, com cargas de sinal contrário, se desviavam na direção da placa positiva. (Na figura, esse desvio é representado pela linha tracejada Y.) Considerando-se essas observações, é CORRETO afirmar que os raios catódicos são constituídos de a) elétrons. b) ânions c) prótons. d) cátions. Questão 9 (UNESP - 2014 - 1ª FASE) Em 2013 comemora-se o centenário do modelo atômico proposto pelo físico dinamarquês Niels Bohr para o átomo de hidrogênio, o qual incorporou o conceito de quantização da energia, possibilitando a explicação de algumas propriedades observadas experimentalmente. Embora o modelo atômico atual seja diferente, em muitos aspectos, daquele proposto por Bohr, a incorporação do conceito de quantização foi fundamental para o seu desenvolvimento. Com respeito ao modelo atômico para o átomo de hidrogênio proposto por Bohr em 1913, é correto Vitoria Rocha De Moraes - [email protected] - CPF: 520.496.958-61 afirmar que a) o espectro de emissão do átomo de H é explicado por meio da emissão de energia pelo elétron em seu movimento dentro de cada órbita estável ao redor do núcleo do átomo. b) o movimento do elétron ao redor do núcleo do átomo é descrito por meio de níveis e subníveis eletrônicos. c) o elétron se move com velocidade constante em cada uma das órbitas circulares permitidas ao redor do núcleo do átomo. d) a regra do octeto é um dos conceitos fundamentais para ocupação, pelo elétron, das órbitas ao redor do núcleo do átomo. e) a velocidade do elétron é variável em seu movimento em uma órbita elíptica ao redor do núcleo do átomo. Questão 10 (UDESC - 2018) O modelo atômico de Rutherford considera o elétron, na eletrosfera, orbitando o núcleo atômico. Este modelo ficou conhecido como modelo planetário do átomo. No entanto, este modelo para o átomo apresentou algumas falhas que levaram à necessidade de se repensar o átomo. Resultou daí o modelo atômico de Bohr, concebido com base em alguns postulados. Analise as proposições com base nas falhas relacionadas ao modelo atômico de Rutherford. I. O elétron, como uma carga elétrica, estando acelerado, deveria sempre emitir radiação. II. A trajetória do elétron deveria ser uma espiral em direção ao núcleo do átomo. III. O elétron deveria emitir radiação somente em uma única frequência. IV. O elétron não deveria emitir radiação porque estaria em uma órbita fechada. V. O elétron deveria emitir radiação em diferentes comprimentos de onda. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras. b) Somente as afirmativas I, III e V são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I, II e V são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras. e) Somente as afirmativas II, IV e V são verdadeiras. Respostas Questão 1 Vitoria Rocha De Moraes - [email protected] - CPF: 520.496.958-61 b) todo átomo possui um certo número de órbitas, com energia constante, chamadas estados estacionários, nos quais o elétron pode movimentar-se sem perder nem ganhar energia. Analisando as alternativas: A) ao mudar de órbita ou nível, o elétron emite ou absorve energia superior à diferença de energia entre as órbitas ou níveis onde ocorreu essa mudança. INCORRETA. A energia absorvida ou liberada pelo elétron será igual a diferença de energia entre os orbitais, uma vez que, pelo modelo de Bohr, a energia era quantizada. B) todo átomo possui um certo número de órbitas, com energia constante, chamadas estados estacionários, nos quais o elétron pode movimentar-se sem perder nem ganhar energia. CORRETA. As órbitas de Bohr eram estados estacionários onde o elétron era encontrado. Quando neles, essas partículas estavam com uma energia constante. A movimentação entre órbitas que apresentava uma variação da energia, sendo pela absorção ou liberação de energia pelo elétron. C) os elétrons descrevem, ao redor do núcleo, órbitas elípticas com energia variada. INCORRETA. Segundo o modelo de Bohr, as órbitas eram circulares e apresentavam energia constante. D) o átomo é uma esfera positiva que, para tornar-se neutra, apresenta elétrons (partículas negativas) incrustados em sua superfície. INCORRETA. Para o modelo de Bohr, o átomo era composto por um núcleo de carga positiva e, ao redor, a eletrosfera onde continha os elétrons em órbitas. Questão 2 b) II e III. Questão 3 a) a comprovação da natureza elétrica da matéria, com a descoberta do elétron. Questão 4 a) No átomo, somente é permitido ao elétron estar em certos estados estacionários, e cada um desses estados possui uma energia fixa e definida. Analisando cada uma das alternativas: [A] Correta. Segundo o modelo de Bohr, os átomos possuem estados estacionários, também conhecidos como níveis energéticos, que possuem energia definida. O elétron, então, só pode ser encontrado nesses níveis com essa energia. [B] Incorreta. À medida que os níveis se afastam do núcleo, maior é a sua energia. Então ao passar de um estado de baixa energia (nível mais próximo ao núcleo) para um de alta energia (mais afastado do núcleo) há absorção de energia. Vitoria Rocha De Moraes - [email protected] - CPF: 520.496.958-61 [C] Incorreta. A energia do elétron é definida pela energia do nível em que ele se encontra, ou seja, a energia do elétron também é quantizada. Além disso, para transitar entre os níveis, o elétron precisa absorver e liberar energia. [D] Incorreta. Não necessariamente a diferença energética entre dois níveis consecutivos vai ser a mesma. [E] Incorreta. A energia do elétron é definida pela energia do nível em que ele se encontra, ou seja, a energia do elétron também é quantizada. Questão 5 c) O átomo é formado por uma parte mais densa denominada núcleo e por outra parte onde os elétrons se movimentam, a eletrosfera. a) Correto. A matéria é formada por átomos esféricos, maciços, indivisíveis e indestrutíveis, semelhantes a uma bola de bilhar. Essa é a definição do modelo atômico de Dalton b) Correto. Átomos de um mesmo elemento são iguais, inclusive a massa, e átomos de elementos diferentes possuem propriedades diferentes, inclusive a massa; Um dos postulados de Dalton era a semelhança entre os átomos de um mesmo elemento. c) Inorreto. O átomo é formado por uma parte mais densa denominada núcleo e por outra parte onde os elétrons se movimentam, a eletrosfera. No modelo de Dalton ainda não se tinha a ideia de núcleo e eletrosfera, sendo o núcleo uma parte mais densa e a eletrosfera a região onde os elétrons se movimentam. d) Correto. Uma substância química composta é formada pela combinação de diferentes tipos de átomos; Esferas de diferentes elementos combinadas formavam substâncias pelo modelo de Dalton e) Correto. Nas reações químicas, ocorre o rearranjo dos átomos, e não a destruição destes, formando novas substâncias. A matéria é formada por átomos indivisíveis e indestrutíveis Como a questão pede a alternativa que não faz parte da teoria de Dalton Gabarito alternativa C. Questão 6 d) Um átomo tem um conjunto de energia disponível para seus elétrons, isto é, a energia de um elétron em um átomo é quantizada. a) Correta. Se átomos iguais se combinam em proporções iguais, a substância formada é a mesma. Combinações de átomos diferentes formam substâncias diferentes. Esse é um fragmento de um artigo publicado por Dalton em 1805, no qual ele mostra diferentes substâncias formadas por diferentes combinações entre os átomos: Vitoria Rocha De Moraes - [email protected] - CPF: 520.496.958-61 b) Correta. Um dos postulados da teoria atômica de Dalton é "Átomos de um certo elemento são idênticos em tamanho, massa e outras propriedades. Átomos de elementos diferentes se diferem em tamanho, massa e outras propriedades." c) Correta. Explicado na alternativa anterior. Nesse mesmo artigo que eu citei na alternativa A ele apresenta uma lista de elementos e suas respectivas massas. d) Incorreta. A teoria quântica só aparece no início do século XX, quando Planck e Einstein postulam que a luz é absorvida ou emitida em quantidades discretas que eles chamaram de quanta. Um pouco depois Bohr incorpora essa ideia ao seu modelo atômico. e) Correta. Uma substância composta é formada por dois ou mais tipos de átomos (elementos). Substâncias simples são formadas por apenas um tipo de átomo (elemento). Questão 7 c) quando subimos os degraus de uma escada. Questão 8 a) elétrons. Se o candidato já tivesse estudado sobre raios anódicos e catódicos, facilmente poderia responder a questão dizendo que se trata de feixes de elétrons. Contudo, é possível responder apenas analisando as afirmações dadas: I) a razão carga/massa dos cátions e ânions dependem do metal do cátodo, assim descartamos as letras (b) e (d); Vitoria Rocha De Moraes - [email protected] - CPF: 520.496.958-61 II) como os raios se desviavam no sentido da placa positiva, então só podem ser elétrons, pois eles tem carga negativa. Questão 9 c) o elétron se move com velocidade constante em cada uma das órbitas circulares permitidas ao redor do núcleo do átomo. a) Incorreta. De acordo com o modelo de Bohr, a emissão de energia só ocorre quando o elétron faz uma transição eletrônica de um orbital mais externo para um mais interno. b) Incorreta. O modelo atómico de Bohr para o átomo de hidrogênio não faz diferença de energia entre subnívies, somente entre níveis. c) Correta. No átomo de Bohr os elétrons realizam um movimento circular uniforme em cada órbita permitida. d) Incorreta. A regra do octeto não tem influência alguma no estudo do átomo de Bohr. e) Incorreta. Como dito corretamente na alternativa C, o elétron se move com velocidade constante dentro de uma órbita. Além disso, no modelo de Bohr as órbitas são circulares e não elípticas. Questão 10 c) Somente as afirmativas I, II e V são verdadeiras. I. Correto. O elétron, como uma carga elétrica, estando acelerado, deveria sempre emitir radiação. Toda carga acelerada emite radiação. II. Correto. A trajetória do elétron deveria ser uma espiral em direção ao núcleo do átomo. Conforme ele se movimenta, ele emite (perde) energia e isso faz com que sua trajetória seja espiralada. III. Incorreto. O elétron deveria emitir radiação somente em uma única frequência. Várias frequências, conforme ele emite (perde) energia, ele muda a frequência IV. Incorreto. O elétron não deveria emitir radiação porque estaria em uma órbita fechada. Órbita fechada é Bohr, e não rutherford. V. Correto. O elétron deveria emitir radiação em diferentes comprimentos de onda. Conforme ele emite (perde energia) o comprimento de onda muda. Vitoria Rocha De Moraes - [email protected] - CPF: 520.496.958-61