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PPGCN
Programa de Pós-Graduação em
Ciências Naturais
UENF
Universidade Estadual do Norte
Fluminense
Centro de Ciência e Tecnologia
Campos dos Goytacazes, 07 de junho de 2006
Prova de Conhecimentos
Observação: Somente 4 questões devem ser resolvidas (Química e/ou Física)
Código: ___________________________
1) Com respeito a algumas propriedades periódicas, responda:
a) A família dos metais alcalinos engloba os seguintes elementos: 3Li,
11Na, 19K, 37Rb, 55Cs, 87Fr.
Como o raio atômico varia nesta família? Por que ocorre essa variação? (0,5 ponto)
b) O terceiro período da tabela periódica engloba o
11Na, 12Mg, 13Al, 14Si, 15P, 16S, 17Cl, 18Ar.
Como o
raio atômico varia neste período? Por que ocorre essa variação? (0,5 ponto)
c) Os cátions dos elementos dados em (a) apresentam raios atômicos maiores ou menores do que
seus respectivos átomos neutros? Justifique. (0,5 ponto)
d) O que é energia de ionização? (0,5 ponto)
e) Como a energia de ionização varia na tabela periódica? Explique. (0,5 ponto)
2)Sobre a química orgânica, responda as seguintes questões:
a) Explique, demonstrando as estruturas e as interações, por que o ponto de ebulição do etanol (78
o
C) é muito maior que o ponto de ebulição de seu isômero, éter dimetílico (- 25 oC), e por que o ponto
de ebulição de CH2F2 ( - 52 oC) está bem acima do que o de CF4 (- 128 oC). (1,0 ponto)
b) Coloque os compostos abaixo em ordem crescente de acidez e justifique sua resposta. (1,5
pontos)
O
OH
O
OH
OH
3) Em 1893, o químico suíço Alfred Werner propôs uma teoria para explicar a estrutura de compostos
inorgânicos que apresentavam ligações covalentes. Tal teoria, em conjunto com as teorias da ligação
de valência, do campo cristalino e do orbital molecular, permitem explicar as propriedades
apresentadas pelos chamados compostos de coordenação. Responda:
a) Apresente a distribuição eletrônica do íon Co(III), sabendo que o número atômico do cobalto
é 27. (0,5 ponto)
2
b) Com base nas teorias citadas, identifique as geometrias e desenhe as estruturas moleculares
tridimensionais apresentadas pelos seguintes compostos: tricloreto de hexaquocobalto(III);
tetraclorocobaltato de sódio; triamintriclorocobalto(III). (1,0 ponto)
c) Dos três compostos citados no item anterior, somente o triamintriclorocobalto(III) é
diamagnético. Apresente os diagramas de níveis de energia do campo cristalino dos orbitais d
para os compostos citados acima, identifique os orbitais e distribua corretamente os elétrons
nestes orbitais. (1,0 ponto)
4) Uma amostra de 0,6465 g de alvejante em pó foi dissolvido em ácido diluído e tratado com um
excesso de solução contendo KI.
Reação: OCl- + 2I- + 2H+ = I2 + Cl- + H2O
O iodo liberado foi titulado com 36,92 mL de uma solução de tiossulfato de sódio 0,06608 mol L-1.
I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62a) Qual a porcentagem de Ca(OCl)2 (PM = 143,0 g/mol)
b) Qual o indicador que deve ser utilizado nesta titulação?
c) O tiossulfato de sódio não é considerado padrão primário. O que isto significa? Qual a melhor
maneira de padronizar esta solução?
Dados: Ca = 40 uma, O = 16 uma, Cl = 35,5 uma, S = 32 uma, I = 127 uma, H = 1,0 uma
5) Discuta as principais diferenças entre os fenômenos de adsorção física e adsorção química.
6) Em uma colisão unidimensional não – relativística, uma partícula de massa 2m colide
com outra de massa m que está inicialmente em repouso. Se as partículas permanecem
juntas após a colisão, qual é a fração da energia cinética inicial perdida na colisão?
7) Se a energia total de uma partícula de massa m é igual a duas vezes sua energia em
repouso, então qual é a magnitude do momento relativístico da partícula ?
7a) Discorra sobre Einstein e o efeito fotoelétrico.
8) As equações de Maxwell podem ser escritas na forma abaixo:
r
∇.E = ρ / ε 0
r
∇.B = 0
r
r
∂B
∇×E =−
∂t
r
r
r
∂E
∇ × B = µ 0 J + µ 0ε 0
∂t
Dê a denominação individual de cada uma das equações (lei de ...) e exemplifique uma
situação física em que cada uma delas se aplica.
9) Considere que
n
represente um auto-estado de energia normalizado do oscilador
harmônico em uma dimensão, isto é, H n = hω (n +
1
2
) n . Se ψ
normalizado dado por uma combinação linear dos auto-estados 1 , 2
ψ =
1
14
1 −
2
14
2 +
3
14
3
Qual é o valor esperado do operador de energia no estado ψ ?
é um estado de
e 3 tal que
3
10) A distribuição de intensidade de radiação emitida por um corpo negro em função do
comprimento de onda está mostrada na figura abaixo. Se o constante da lei do
deslocamento de Wien é igual a 2,9 × 10 −3 m.K , qual a temperatura aproximada do objeto?
TABELA DE INFORMAÇÕES
Massa do elétron em repouso
me = 9.11 × 10-31 kg = 9.11 × 10-28 grama
Magnitude da carga elétrica
e = 1.60 × 10-19 coulomb = 4.80 × 10-10 statcoulomb (esu)
Número de Avogadro
NA = 6.02 × 1023 por mol
Constante universal dos gases
R = 8.31 joules/(mole • K)
Constante de Boltzmann
k = 1.38 × 10-23 joule/K = 1.38 × 10-16 erg/K
Velocidade da luz
c = 3.00 × 108 m/s = 3.00 × 1010 cm/s
Constante de Planck
h = 6.63 × 10-34 joule • second = 4.14 × 10-15 eV • second
h = h / 2π
Permissividade do vacúo
ε0 =
Permebilidade do vacúo
µ 0 = 4π
Constante universal gravitacional
G = 6.67 × 10-11 m3/(kg • s2)
Acceleração da gravidade
g = 9.80 m/s2 = 980 cm/s2
1pressão atmosférica
1 atm = 1.0 × 105 newtons/m2 = 1.0 × 105 pascals (Pa)
1 angstrom
1Å = 1 × 10-10 metro
8.85 × 10-12 coulomb2/(newton • m2)
× 10-7 weber/(ampère • metro)
1 weber/m2 = 1 tesla = 104 gauss