Centro Universitário Anchieta
Química Inorgânica I- 2014 – Adaptação/Dependência
Prof. Vanderlei I. Paula
3a lista de exercícios
Utilize o programa ChemSketch para resolução da 3°lista.
1) O comprimento de onda da luz verde dos semáforos está centrado em 522 nm. Qual
é a frequência desta radiação? Qual a energia neste comprimento de onda?
Dados: 1 nm (nanômetro) = 10-9 m.
Constante de Plank; h = 6,63 x 10 -34 J.s.
(Atkins & Jones, Princípios de Química, página 135).
2) a) Calcule a energia (em Joules) de um fóton de comprimento de onda 5,00 x 10 4
nm e de um fóton de comprimento de onda 5,00 x 10 -2 nm.
b) Quais regiões do espectro eletromagnético correspondem estes comprimentos de
onda? Qual das regiões é não ionizante e qual seria ionizante?
A região do visível situa-se entre 380-780 nm ambos os comprimentos de onda estão
na região do invisível ao olho humano. O comprimento de onda de 5.10 4 nm está na
região do infravermelho. O comprimento de onda em 5.10 -2nm está após a região do
ultravioleta, como o comprimento de onda é baixo é altamente energético e assim mais
ionizante.
3) Num processo de emissão de energia (transição do elétron de um nível superior para
um nível inferior), qual é o comprimento de onda de um fóton (em nanômetros) emitido
durante uma transição eletrônica do estado ninicial = 5 para nfinal = 2 no átomo de
hidrogênio? Utilize a Equação de Rydberg (Lee, J.D., Química inorgânica não tão
concisa página 3).
R = 1,097.107 m-1
 = 4,3.10-7 m ou 430 nm
Centro Universitário Anchieta
Química Inorgânica I- 2014 – Adaptação/Dependência
Prof. Vanderlei I. Paula
3a lista de exercícios
4) Explique o princípio da incerteza de Heisenberg (Lee,J.D., Química inorgânica não
tão concisa, página 5).
O princípio da incerteza de Heisenberg consiste num enunciado da mecânica
quântica, impondo restrições à precisão com que se podem efetuar medidas
simultâneas de uma classe de pares de observáveis. O produto da incerteza associada
ao valor de uma coordenada xi e a incerteza associada ao seu correspondente
momento linear pi. Quando se quer encontrar a posição de um elétron, por exemplo, é
necessário fazê-lo interagir com algum instrumento de medida, direta ou indiretamente.
Por exemplo, faz-se incidir sobre ele algum tipo de radiação. Tanto faz aqui que se
considere a radiação do modo clássico - constituída por ondas eletromagnéticas - ou
do modo quântico - constituída por fótons. Se quiser determinar a posição do elétron, é
necessário que a radiação tenha comprimento de onda da ordem da incerteza com que
se quer determinar a posição. Neste caso, quanto menor for o comprimento de onda
(maior frequência) maior é a precisão. Contudo, maior será a energia cedida pela
radiação (onda ou fóton) em virtude da relação de Planck entre energia e frequência da
radiação.
Algumas pessoas consideram mais fácil o entendimento através da analogia.
Para se descobrir a posição de uma bola de plástico dentro de um quarto escuro,
podemos emitir algum tipo de radiação e deduzir a posição da bola através das ondas
que "batem" na bola e voltam. Se quisermos calcular a velocidade de um automóvel,
podemos fazer com que ele atravesse dois feixes de luz, e calcular o tempo que ele
levou entre um feixe e outro. Nem radiação nem a luz conseguem interferir de modo
significativo na posição da bola, nem alterar a velocidade do automóvel. Mas podem
interferir muito tanto na posição quanto na velocidade de um elétron, pois aí a diferença
de tamanho entre o fóton de luz e o elétron é pequena. Seria, mais ou menos, como
fazer o automóvel ter de atravessar dois troncos de árvores (o que certamente alteraria
sua velocidade), ou jogar água dentro do quarto escuro, para deduzir a localização da
bola através das pequenas ondas que baterão no objeto e voltarão; mas a água pode
empurrar a bola mais para frente, alterando sua posição.
Desta forma torna-se impossível determinar a localização real desta bola, pois a
própria determinação mudará a sua posição. Apesar disto, a sua nova posição pode
ser ainda deduzida, calculando o quanto a bola seria empurrada sabendo a força das
ondas obtendo-se uma posição provável da bola e sendo provável que a bola esteja
localizada dentro daquela área.
5) Explique o mecanismo pelo quais os átomos emitem cores características ao serem
submetidos ao teste de chama no bico de Bunsen. (Atkins & Jones, Princípios de
Química, página 147).
Os elétrons são distribuídos em níveis de energia, tais níveis são obtidos pela teoria do
orbital molecular (TOM), o orbital molecular ou atômico de maior energia ocupado com
elétrons (HOMO) geralmente quando recebe mais energia externa poderá promover os
elétrons do orbital HOMO para o orbital de menor energia desocupado (LUMO), assim
tem se uma transição eletrônica de absorção. A emissão de energia está associada na
volta dos elétrons do estado excitado ao estado fundamental, ou seja do LUMO para o
HOMO, a energia libera poderá ter comprimento de onda na região do visível assim
será possível visualizar as cores emitidas.
Centro Universitário Anchieta
Química Inorgânica I- 2014 – Adaptação/Dependência
Prof. Vanderlei I. Paula
3a lista de exercícios
6) a) Estime o comprimento de onda de um próton de massa = 1,673 x 10 -27 kg, que se
move a 1/100 da velocidade da luz; b) e de uma bola de gude de massa = 5,00 g que
se move a 1 m/s (Atkins & Jones, Princípios de Química, página 121).
7) Calcule o comprimento de onda de um elétron que viaja a 1/1000 da velocidade da
luz (Atkins & Jones, Princípios de Química, página 121).
8) Utilizando dos conhecimentos da teoria de VSEPR desenhe a geometria adequada
para os seguintes compostos:
a) CO2
b) SO3
c) H2O
d) H3PO4
e) NF3
f) PF6
g) XeCl4
h) IF 3
i) N2H2
j) H2CO3
l) ClO2
m) N2O
n) BeCl2
o) SF2
p) SF5
q) SF6
r) PBr5
s) PBr3
t) I3
u) BF4
v) ClF3
-2
w) ICl4
x) CO3
y) COCl2
z) ClO2
Centro Universitário Anchieta
Química Inorgânica I- 2014 – Adaptação/Dependência
Prof. Vanderlei I. Paula
3a lista de exercícios