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Ficha nº1
Exercícios de exames e testes intermédios (2006 – 2009)
10ºano – Química – Domínio 1 – subdomínio 2 (Energia dos eletrões nos átomos)
1. (2006 – 1ªF) O magnésio, Mg, e o bromo, Br, são extraídos comercialmente, em grande escala, da água do oceano.
Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das afirmações seguintes. Consulte a Tabela Periódica.
(A) Os átomos de bromo e de flúor têm o mesmo número de eletrões de valência.
(B) A configuração eletrónica 1s2 2s2 2p6 3s1 3p1 pode corresponder a um átomo de magnésio.
(C) O raio atómico do elemento bromo é superior ao raio iónico do anião brometo.
(D) A energia de primeira ionização do átomo de magnésio é inferior à energia de primeira ionização do átomo de cloro.
(E) Os eletrões do átomo de magnésio, no estado de energia mínima, estão distribuídos por seis orbitais.
(F*) Três eletrões do átomo de bromo ocupam uma orbital cujos números quânticos, n, l e ml, têm, respetivamente, os valores 1, 0 e 0.
(G*) Os eletrões do átomo de bromo, no estado de energia mínima, estão distribuídos por orbitais de número quântico principal 1, 2, 3, 4 e 5.
(H) O magnésio e o bromo são elementos que pertencem, respetivamente, às famílias dos metais alcalino-terrosos e dos halogéneos.
*O conteúdo deste item já não faz parte dos atuais referenciais programáticos da disciplina.
- (A) Verdadeira.
O bromo e o flúor estão ambos no grupo 17 da TP.
- (B) Verdadeira.
No estado fundamental, no terceiro nível, ambos os eletrões de valência estão em orbitais s. Em estados excitados, podem estar noutras orbitais, com maior energia.
- (C) Falsa.
O ião brometo é um ião negativo (1 eletrão em excesso; os átomos de bromo têm 7 eletrões de valência). Logo, o ião brometo deve ter maior raio do que o átomo de bromo.
- (D) Verdadeira.
A energia de primeira ionização tende a aumentar ao longo do período (átomos cada vez mais pequenos… eletrões de valência atraídos cada vez mais fortemente). Como o magnésio e o cloro, estão no mesmo período, tendo o cloro maior número de eletrões de valência, a energia de primeira ionização do magnésio deve ser menor do que a do cloro.
- (E) Verdadeira.
1 orbital no 1.º nível, 4 orbitais (uma s e três p) no 2.º nível, 1 orbital no 3.º nível. Portanto, 1 + 4 + 1 = 6 orbitais ao todo.
- (F) Falsa.
Uma orbital apenas pode ter 2 eletrões …
- (G) Falsa.
O bromo está no 4.º período, logo não tem orbitais com n = 5.
- (H) Verdadeira.
- Verdadeiras : (A), (B), (E), (H)…………. 8 pontos
- Falsas : (C), (F), (G)
A classificação deste item deve ser efetuada de acordo com a tabela seguinte.
2. (2006 – 2ªF) A radiação emitida por uma estrela também nos pode dar informação sobre a sua composição química.
Escreva um texto onde explique por que razão se pode concluir, por comparação do espectro solar com os espectros de emissão do hidrogénio e do hélio, que estes elementos estão presentes na atmosfera solar.
⇒ Os espectros de emissão do hidrogénio e do hélio são espectros de riscas. As diversas riscas estão relacionadas com transições electrónicas nos respectivos átomos.
⇒ O espectro de emissão do Sol é um espectro contínuo, sendo a intensidade das diversas radiações relacionada com a temperatura superficial do Sol.
⇒ No espectro de emissão do Sol há riscas que correspondem à absorção de certos comprimentos de onda do espectro por átomos presentes na superfície do Sol.
⇒ Comparando os comprimentos de onda correspondentes a essas riscas com os das riscas dos espectros de emissão do hidrogénio e hélio, é possível concluir que há riscas comuns aos espectros de emissão do hidrogénio e do hélio.
⇒ Há, pois, átomos de hidrogénio e de hélio na superfície solar, que absorvem parte da radiação do Sol, originando as riscas negras.
- A composição deve contemplar os seguintes tópicos:
⇒ No espectro solar, existem riscas negras que se devem à absorção de radiação por átomos existentes na atmosfera do Sol.
⇒ Como algumas dessas riscas coincidem com as riscas dos espectros de emissão dos elementos referidos, podemos concluir que esses elementos estão presentes na atmosfera solar.
A classificação deste item utiliza os níveis de desempenho registados nos critérios gerais, apresentados de acordo com os tópicos descritos.
Se o examinando referir apenas 1 tópico:
– atribuir a cotação de 7 pontos se este estiver correto;
– atribuir a cotação de 6 pontos se for utilizada ocasionalmente uma terminologia científica não adequada e/ou com incorreções.
3. (2007 – 1ªF) As moléculas de água e de dióxido de carbono são constituídas, no seu conjunto, por átomos de hidrogénio, carbono e oxigénio.
Seleccione a afirmação CORRECTA.
(A) A configuração electrónica do átomo de oxigénio no estado de energia mínima é 1s22s22p6.
(B) O raio do átomo de oxigénio é superior ao raio do átomo de carbono.
(C) A primeira energia de ionização do oxigénio é superior à do carbono.
(D) O raio do átomo de oxigénio é superior ao raio do anião O2-.
- Opção (C)
⇒ (A) Falsa.
O átomo de oxigénio só tem oito eletrões. A configuração eletrónica do átomo de oxigénio (8O) no estado de energia mínima é: 1s2 2s2 2p4.
⇒ (B) Falsa.
O raio do átomo de oxigénio é inferior ao raio do átomo de carbono. O átomo de oxigénio, 8O, e o átomo de carbono, 6C, têm o mesmo número de camadas eletrónicas ocupadas, pelo que estes elementos pertencem ao mesmo período da TP. O átomo de oxigénio tem mais dois protões no núcleo, que provocam um aumento de carga nuclear e consequente aumento da força atrativa núcleo-eletrões. Embora as repulsões entre os eletrões no átomo de oxigénio sejam superiores às existentes no átomo de carbono (o crescente número atómico aumenta o número de eletrões do átomo), o efeito do aumento da carga nuclear é dominante porque a blindagem pelos eletrões interiores é a mesma.
⇒ (C) Verdadeira.
O oxigénio tem mais dois protões no núcleo e mais dois eletrões que o carbono. O número de camadas eletrónicas ocupadas nos dois átomos é o mesmo, pelo que não há alteração significativa do efeito de blindagem. Como a carga nuclear que atua nos eletrões é maior no oxigénio que no carbono, é necessária mais energia para os remover.
⇒ (D) Falsa.
Quando o átomo de oxigénio se transforma em ião negativo (anião) ganha dois eletrões. A atração nuclear é praticamente a mesma que se verifica no átomo neutro, mas a repulsão entre os eletrões aumenta, pelo que o raio do anião O2- é superior ao do átomo de O.
- Opção (C)…………. 8 pontos
4. (2007 – 2ªF) Um composto derivado do metano, mas com características bem diferentes, é o diclorometano, CH2Cl2, que é um solvente orgânico volátil, não inflamável e de cheiro agradável.
4.1. O esquema da figura 1 representa um diagrama de níveis de energia no qual estão indicadas algumas transições electrónicas possíveis no átomo de hidrogénio.
Seleccione a afirmação correcta, relativamente às transições assinaladas no diagrama com as letras X, Y, Z e T.
(A) A transição Z corresponde a uma risca, na região do infravermelho, do espectro de absorção do hidrogénio.
(B) A transição Y está associada à emissão da radiação menos energética pelo átomo de hidrogénio.
(C) A transição X está associada à absorção de radiação ultravioleta pelo átomo de hidrogénio.
(D) A transição T corresponde à risca azul do espectro de emissão do hidrogénio.
- Opção (C)
⇒ As transições que envolvem n = 2 (série de Balmer) têm radiações que se encontram na zona do visível.
⇒ Quanto maior for a diferença entre os níveis de energia, maior será a frequência da radiação.
- Opção (C)…………. 8 pontos
4.2. Considere que o valor de energia do electrão no átomo de hidrogénio, no estado fundamental, é igual a –2,18 × 10–18 J.
Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte.
Se, sobre um átomo de hidrogénio no estado fundamental, incidir radiação cujos fotões têm energia igual a 2,18 × 10–18 J…
(A) … o electrão não é removido do átomo e permanece no mesmo nível energético.
(B) … o electrão é removido do átomo e fica com um valor nulo de energia cinética.
(C) … o electrão é removido do átomo e fica com um valor não nulo de energia cinética.
(D) … o electrão não é removido do átomo e transita para um nível energético superior.
- Opção (B)
⇒ Aplica-se a lei de conservação da energia.
⇒ Se a energia do electrão no átomo de hidrogénio, no estado fundamental, é igual a –2,18 × 10–18 J, é necessário fornecer-lhe, no mínimo, 2,18 × 10–18 J para o retirar.
- Opção (B)…………. 8 pontos
4.3. A tabela seguinte apresenta os valores da primeira energia de ionização dos elementos flúor, cloro, bromo e iodo.
Interprete a variação encontrada nos valores da primeira energia de ionização dos diferentes halogéneos considerados, atendendo aos valores da tabela.
⇒ O valor da primeira energia de ionização dos halogéneos diminui ao longo do grupo.
⇒ Esta diminuição resulta do afastamento cada vez maior, em relação ao núcleo, dos electrões de valência, e do efeito de blindagem provocado pelas camadas de electrões mais internas.
⇒ Os electrões de valência sofrem, assim, uma menor atracção por parte do núcleo.
⇒ Nível 2 – O valor da primeira energia de ionização dos halogéneos diminui ao longo do grupo.
Esta diminuição resulta do afastamento cada vez maior, em relação ao núcleo, dos electrões de valência.
Os electrões de valência sofrem, assim, uma menor atracção por parte do núcleo. …….. 10 pontos
⇒ Nível 1 – Refere apenas dois dos elementos de resposta apresentados no nível anterior. ……… 5 pontos
Imediatamente após o Big-Bang, há cerca de 15 mil milhões de anos, o Universo era constituído por partículas subatómicas, como neutrões, protões e electrões, e por radiação electromagnética, numa permanente interconversão de partículas e energia.
Iniciada a expansão e o consequente arrefecimento do Universo, a partir de certo momento (t ≈ 3 min), houve condições para a ocorrência de reacções nucleares que originaram os primeiros núcleos.
Decorridos cerca de 300 000 anos, formaram-se os primeiros átomos estáveis, como os de hidrogénio e os de hélio.
Aproximadamente dois milhões de anos depois, formaram-se as estrelas, nas quais as reacções nucleares originaram elementos mais pesados, como oxigénio, carbono, azoto e ferro.
5.1. De acordo com o texto, o hidrogénio terá sido o primeiro átomo estável a formar-se.
Relativamente ao átomo de hidrogénio, seleccione a alternativa correcta.
(A) O átomo encontra-se no estado de energia máxima quando o electrão está no nível de energia n = 1.
(B) Quando o átomo passa de um estado excitado para o estado fundamental, emite radiação ultravioleta.
(C) O espectro de emissão do átomo é descontínuo, mas o seu espectro de absorção é contínuo.
(D) Quando o electrão transita entre quaisquer dois níveis, o valor da energia emitida pelo átomo é sempre o mesmo.
- Opção (B)
Qualquer transição eletrónica de um estado excitado para o estado fundamental está associada a uma risca da série de Lyman, na zona do UV no espetro de emissão do átomo de H, o que está de acordo com a alternativa (B).
⇒ (A) Falsa. Quando o eletrão está no nível de energia n = 1, o átomo encontra-se no estado de energia mínima.
⇒ (C) Falsa. Os espetros de emissão e absorção do átomo são descontínuos.
⇒ (D) Falsa. O valor da energia emitida pelo tomo depende dos níveis entre os quais ocorre a transição.
- Opção (B)…………. 8 pontos
5.2. A configuração electrónica de um átomo de azoto no estado fundamental é 1s2 2s2 2px1 2py1 2pz1.
Embora em qualquer orbital possam existir dois electr.es, cada orbital p encontra-se semipreenchida.
Indique o nome da regra aplicada no preenchimento das orbitais 2p.
- Regra de Hund
⇒O estado de menor energia é aquele em que o número de orbitais semi-preenchidas (com o mesmo número quântico l) é máximo, tendo os respectivos electrões spins idênticos.
⇒Como as orbitais p são degeneradas (apresentam a mesma energia), devem primeiro ser semipreenchidas, mantendo os electrões o mesmo spin, e só depois se procede ao emparelhamento de spins.
- Regra de Hund …………. 8 pontos
6. (TI – 30/05/2008) Seleccione a alternativa que contém, respectivamente, as configurações electrónicas dos iões Q– e R2+, no estado fundamental.
(A) 1s2 2s2 2p6 e 1s2 2s2 2p6
(B) 1s2 2s2 2p4 e 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2
(C) 1s2 2s2 2p4 e 1s2 2s2 2p6
(D) 1s2 2s2 2p6 e 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2
- Opção (A)
⇒ O elemento Q adquire maior estabilidade, recebendo um electrão que lhe irá completar o nível de valência.
⇒ Q transforma-se no anião Q–, ao qual corresponde a configuração electrónica 1s2 2s2 2p6.
⇒ O elemento R adquire máxima estabilidade perdendo os dois electrões de valência e transformando-se no catião R2+, ao qual corresponde a configuração 1s2 2s2 2p6.
- Opção (A)…………. 8 pontos
7. (TI – 22/04/2008) As moléculas de amoníaco, NH3 (g), e de metano, CH4 (g), são constituídas por átomos de hidrogénio ligados a um átomo de um elemento do 2.º Período da Tabela Periódica, respectivamente azoto e carbono.
As transições electrónicas que ocorrem entre níveis de energia, n, no átomo de hidrogénio, estão associadas às riscas que se observam nos espectros de emissão e de absorção desse átomo.
Relativamente a essas transições classifique como verdadeira (V) ou falsa (F), cada uma das afirmações seguintes.
(A) A transição electrónica de n = 3 para n = 1 ocorre com emissão de radiação ultravioleta.
(B) A transição electrónica de n = 3 para n = 4 está associada a uma risca vermelha no espectro de absorção do átomo.
(C) A transição electrónica de n = 5 para n = 3 ocorre com emissão de radiação infravermelha.
(D) A transição electrónica de n = 4 para n = 2 está associada a uma risca colorida no espectro de emissão do átomo.
(E) Qualquer transição electrónica para n = 2 está associada a uma risca da série de Balmer.
(F) Os valores absolutos das energias envolvidas nas transições electrónicas de n = 4 para n = 1, e de n = 1 para n = 4, são iguais.
(G) A série de Lyman corresponde às transições electrónicas de qualquer nível para n = 1.
(H) A uma risca colorida no espectro de absorção do átomo corresponde uma risca negra no respectivo espectro de emissão.
- Verdadeiras : (A), (C), (D), (F), (G)
- Falsas : (B), (E), (H)
⇒ (B) A transição eletrónica de n = 3 para n = 4 está associada a uma risca na zona do infravermelho no espetro de absorção do átomo.
⇒ (E) Qualquer transição eletrónica de n > 2 para n = 2 está associada a uma risca da série de Balmer.
⇒ (H) A uma risca colorida no espetro de emissão corresponde uma risca negra no respetivo espetro de absorção.
- Verdadeiras : (A), (C), (D), (F), (G)………… 16 pontos
- Falsas : (B), (E), (H)
8. (2008 – 2ªF) A figura representa o espectro de emissão do átomo de hidrogénio.
Escreva um texto no qual analise o espectro de emissão do átomo de hidrogénio, abordando os seguintes tópicos:
• descrição sucinta do espectro;
• relação entre o aparecimento de uma qualquer risca do espectro e o fenómeno ocorrido no átomo de hidrogénio;
• razão pela qual esse espectro é descontínuo.
⇒ O espectro de emissão é descontínuo, identificando-se riscas em diferentes zonas do espectro electromagnético. Por exemplo, no infravermelho, no visível e no ultravioleta. As riscas aparecem devido à emissão de uma dada radiação, em resultado da transição do electrão do hidrogénio de níveis de maior energia para níveis de menor energia, após ter sido excitado, ou seja, do processo de desexcitação. O espectro é descontínuo porque também o são os níveis de energia. A energia de cada radiação depende da diferença de energia entre os níveis entre os quais se processa a transição.
ou
⇒ O espectro do átomo de hidrogénio apresenta três grupos distintos de riscas, um na zona do infravermelho, outro na zona do visível e outro na zona do ultravioleta. As riscas do espectro correspondem a transições do electrão de níveis de energia mais elevados para níveis de energia mais baixos (processo de desexcitação), com a consequente emissão de radiação correspondente a cada transição. A cada transição do electrão corresponde um valor de energia, que está quantizado, pelo que o espectro é descontínuo.
ou
⇒ – Espetro constituído por três conjuntos de riscas nas zonas do infravermelho, visível e ultravioleta, respetivamente, agrupadas em séries espetrais (não diferenciadas na figura). – Cada risca corresponde à energia libertada numa transição eletrónica descendente entre dois mesmos níveis energéticos dos átomos de hidrogénio excitados. – Como a energia do eletrão no átomo está quantizada, os níveis energéticos dos átomos são descontínuos (só existem níveis separados entre si por quantidades de energia finitas), as diferenças de energia entre esses níveis (que correspondem às energias das radiações que constituem o espetro) também são descontínuas.
- A resposta deve contemplar os seguintes tópicos:
⇒ O espectro apresenta um conjunto de riscas no domínio do ultravioleta, outro no domínio do visível e outro no domínio do infravermelho.
⇒ Cada risca corresponde a uma radiação emitida pelo átomo quando o electrão sofre um processo de desexcitação.
⇒ O espectro do átomo de hidrogénio é descontínuo, uma vez que a energia do electrão no átomo está quantizada.
A classificação da resposta a este item é feita em função do enquadramento da mesma num dos níveis de desempenho, de acordo com a tabela seguinte:
* Descritores apresentados no segundo quadro da página C/3 dos critérios gerais de classificação.
9. (TI – 03/06/2009) Os elementos químicos predominantes no Universo são o hidrogénio e o hélio, os dois elementos mais leves. Cerca de 98% do Universo é constituído por esses elementos.
Os espectros de emissão e de absorção atómica são espectros de riscas, estando estas riscas relacionadas com as transições electrónicas que ocorrem nos átomos.
Na figura 2 estão esquematizados alguns níveis de energia do átomo de hidrogénio (sendo n o número quântico principal correspondente a cada um desses níveis de energia), bem como algumas transições electrónicas, T1 a T4.
Seleccione a única alternativa que corresponde a uma afirmação correcta, tendo em consideração o esquema da figura 2.
(A) A transição electrónica T1 pode ocorrer por absorção de energia sob a forma de uma radiação electromagnética na zona do visível.
(B) A transição electrónica T2 corresponde a uma risca, na zona do infravermelho, do espectro de emissão do átomo de hidrogénio.
(C) A transição electrónica T3 pode ocorrer por emissão de energia sob a forma de uma radiação electromagnética na zona do infravermelho.
(D) A transição electrónica T4 corresponde a uma risca negra, na zona do ultravioleta, do espectro de absorção do átomo de hidrogénio.
- Opção (D)
⇒ (A) Falsa.
- porque a transição T1 corresponde a absorção no UV
⇒ (B) Falsa.
- porque a transição T2 corresponde a emissão no visível;
⇒ (C) Falsa.
- a transição T3 corresponde a emissão no UV.
- Opção (D)…………. 8 pontos
10. (TI – 03/06/2009) As configurações electrónicas dos átomos dos metais alcalinos, no estado de menor energia, apresentam uma característica comum.
Indique essa característica.
- Configuração eletrónica de valência ns1, isto é, apenas 1 eletrão de valência.
- Apresentam apenas um eletrão de valência (ou equivalente) …………. 8 pontos
11. (TI – 17/03/2009) No Sol, o hidrogénio também é o elemento predominante, sendo o combustível que permite a sua (e nossa) existência.
Seleccione a alternativa correcta, relativamente ao átomo de hidrogénio.
(A) Nas transições electrónicas entre estados excitados, não há emissão de radiações na zona do ultravioleta.
(B) Nas transições electrónicas entre estados excitados, ocorre sempre emissão de radiação.
(C) O conjunto de todas as radiações emitidas na desexcitação do átomo de hidrogénio constitui um espectro contínuo.
(D) O átomo de hidrogénio, no estado de menor energia, pode ser excitado por radiações na zona do visível.
- Opção (A)
⇒ (B) Falsa.
- porque pode também ocorrer absorção de radiação e, mesmo em transições eletrónicas descendentes, nem sempre ocorre emissão de radiação (caso da desexcitação por choque entre átomos);
⇒ (C) Falsa.
- porque o espetro é de riscas;
⇒ (D) Falsa.
- porque as transições eletrónicas entre o estado fundamental e o primeiro estado excitado correspondem a radiação ultravioleta.
- Opção (A)…………. 8 pontos
12. (TI – 26/05/2009) O oxigénio é o terceiro elemento mais abundante no Universo.
Seleccione a única alternativa que apresenta a configuração electrónica correcta de um possível estado excitado do átomo de oxigénio.
(A) 1s2 2s2 2px2 2py1 2pz1
(B) 1s2 2s3 2px1 2py1 2pz1
(C) 1s2 2s1 2px2 2py2 2pz1
(D) 1s2 2s2 2px1 2py1 2pz2
- Opção (C)
⇒ (A) Falsa.
- porque se refere ao estado fundamental;
⇒ (B) Falsa.
- porque as orbitais s não comportam mais de 2 eletrões;
⇒ (D) Falsa.
- porque se referem ao estado fundamental;
- Opção (C)…………. 8 pontos
As potencialidades da espectroscopia, como método de análise utilizado para detectar e identificar diferentes elementos químicos, foram descobertas no século XIX, e desenvolvidas depois por vários investigadores, nomeadamente por Gustav Kirchoff que, a partir de estudos iniciados em 1859, provou a existência do sódio na atmosfera solar.
Nas lâmpadas de vapor de sódio, muito usadas nos candeeiros de iluminação pública, ocorre emissão de luz de cor amarela.
A corrente eléctrica, que passa através do vapor de sódio, faz deslocar os electrões dos átomos de sódio para níveis energéticos mais elevados. Quando aqueles electrões descem pela escada energética, ocorre a emissão de radiação de frequências bem definidas, originando, entre outras riscas em zonas diferenciadas do espectro electromagnético, duas riscas brilhantes na zona do amarelo, que são características do sódio, permitindo identificá-lo.
Cada elemento químico possui, de facto, o seu próprio padrão de riscas espectrais, que funciona como uma impressão digital. Não há dois elementos com o mesmo espectro, tal como não há duas pessoas com as mesmas impressões digitais.
Fazendo a análise espectral da luz que nos chega das estrelas, captada pelos telescópios, é possível determinar as suas composições químicas. Descobriu-se, assim, que os elementos constituintes das estrelas são os mesmos que existem na Terra.
John Gribbin, Um Guia de Ciência para quase toda a gente, Edições Século XXI, 2002 (adaptado) Máximo Ferreira e Guilherme de Almeida, Introdução à Astronomia e às Observações Astronómicas, Plátano Edições Técnicas, 6.ª edição, 2001 (adaptado)
13.1. Seleccione a única alternativa que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação equivalente à expressão «(…) aqueles electrões descem pela escada energética (…)».
Aqueles electrões transitam de níveis energéticos _____ para níveis energéticos _____ , assumindo valores _____ de energia.
(A) inferiores … superiores … contínuos
(B) superiores … inferiores … contínuos
(C) inferiores … superiores … discretos
(D) superiores … inferiores … discretos
- Opção (D)
⇒ Ocorre emissão de radiação quando os electrões transitam de níveis energéticos superiores para níveis energéticos inferiores.
⇒ A energia dessa radiação está quantificada, sendo igual à diferença entre a energia do nível energético superior e a energia do nível energético inferior (o que corresponde a valores discretos).
- Opção (D) …………. 5 pontos
13.2. Indique, com base no texto, o que se deverá observar no espectro de absorção do sódio, na região do visível.
- Devem observar-se duas riscas negras na região do amarelo.
⇒ … uma vez que no espectro de emissão se observam duas riscas brilhantes, na zona do amarelo.
- Duas riscas negras na região do amarelo …………. 5 pontos
13.3. Descreva como é possível tirar conclusões sobre a composição química das estrelas, a partir dos seus espectros, tendo em conta a informação dada no texto.
⇒ Na atmosfera das estrelas existem elementos que vão absorver alguma da radiação emitida pela estrela.
⇒ Assim, no espectro das estrelas aparecem riscas negras, cuja localização pode ser comparada com o padrão de riscas características de cada elemento: as zonas correspondentes às riscas negras do espectro da estrela correspondem a riscas coloridas no espectro de emissão dos elementos químicos.
⇒ Com este procedimento é possível identificar os elementos químicos presentes nas estrelas.
- A resposta deve referir os seguintes elementos:
⇒ Os espectros das estrelas apresentam riscas negras que correspondem à absorção de radiação pelas espécies químicas existentes nas atmosferas das estrelas.
⇒ Comparando as riscas observadas nos espectros das estrelas com as riscas características dos espectros dos vários elementos químicos, é possível identificar os elementos químicos presentes nas estrelas.
A classificação da resposta a este item é feita em função do enquadramento da mesma num dos níveis de desempenho, de acordo com a tabela seguinte.
14. (2009 – 1ªF) Seleccione a única alternativa que permite obter uma afirmação correcta.
Átomos representados por 2311Na e 2412Mg, no estado de energia mínima, têm o mesmo número de…
(A) orbitais completamente preenchidas.
(B) protões nos respectivos núcleos.
(C) neutrões nos respectivos núcleos.
(D) electrões em orbitais s.
- Opção (C)
⇒ O magnésio (1s2 2s2 2p6 3s1) tem mais um electrão em orbitais s do que o sódio (1s2 2s2 2p6 3s2).
⇒ Apenas têm o mesmo número de neutrões (igual à diferença entre o número de massa e o número atómico).
⇒ Para o sódio, 23 – 11 = 12
⇒ Para o magnésio, 24 – 12 = 12
- Opção (C)…………. 5 pontos
15. (2009 – 2ªF) Na figura 4, está representado um diagrama de níveis de energia, no qual estão assinaladas algumas transições eletrónicas que podem ocorrer no átomo de hidrogénio.
15.1. Algumas das transições eletrónicas assinaladas na figura 4 estão relacionadas com as riscas de cor que se observam no espectro de emissão do hidrogénio, abaixo representado.
Selecione a única alternativa que refere a transição eletrónica que corresponde à risca vermelha do espectro de emissão do hidrogénio.
(A) Transição Z
(B) Transição W
(C) Transição X
(D) Transição V
- Opção (A)
⇒ Para que a radiação emitida seja na zona do visível é necessário que as transições ocorram de níveis de energia superiores para o nível 2.
⇒ A radiação vermelha é das radiações visíveis a menos energética, logo, corresponde à transição do nível 3 para o 2
- Opção (A)…………. 5 pontos
15.2. Selecione a única alternativa que apresenta o valor da energia de ionização do hidrogénio, expresso em J mol–1.
(A) 2,18 x 105 J mol–1
(B) 7,86 x 106 J mol–1
(C) 1,09 x 105 J mol–1
(D) 1,31 x 106 J mol–1
- Opção (D)
⇒ O A energia mínima absorvida quando uma mole de eletrões é extraída a uma mole de átomos de hidrogénio é
- E1 × NA = 18 × 10–18 × 6,02 × 1023 = 1,31 × 106 J/mol
- Opção (D)…………. 5 pontos
15.3. Considere que um átomo de hidrogénio se encontra no primeiro estado excitado (n = 2) e que, sobre esse átomo, incide radiação de energia igual a 3,6 x 10–19 J.
Indique, justificando, se ocorrerá a transição do eletrão para o nível energético seguinte.
⇒ Os níveis de energia estão quantizados, só é possível absorver alguns valores de energia, a que corresponde exatamente a diferença de energia entre dois níveis.
⇒ A energia da radiação é 3,6 × 10–19 J que é diferente da diferença de energia entre os níveis energia n= 2 e n= 3
- 0,54 × 10–18 – 0,24 × 10–18 = 0,3 × 10–18 = 3,0 × 10–19 J
⇒ Não é possível esta transição.
- A resposta deve referir os seguintes elementos:
⇒ Calcula a diferença de energia que corresponde à transição eletrónica entre os níveis energéticos considerados (ΔE = 3,0 x 10–19 J).
⇒ Refere que a energia da radiação é diferente de ΔE, concluindo que a transição eletrónica entre aqueles níveis energéticos não ocorre.
A classificação da resposta a este item é feita em função do enquadramento da mesma num dos níveis de desempenho, de acordo com a tabela seguinte.
