Nível II

Problema 1C17

Assinale a alternativa com a configuração eletrônica correta para os orbitais $\mathrm{3d}$ e $\mathrm{4s}$ do estado fundamental do átomo de cromo.

\underset{\mathrm{4s}}{ \boxed{ \uparrow\downarrow } } \quad \underset{\mathrm{3d}}{ \boxed{ \uparrow\uparrow }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \uparrow\uparrow }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \phantom{\uparrow\downarrow} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \phantom{\uparrow\downarrow} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \phantom{\uparrow\downarrow} } }

\underset{\mathrm{4s}}{ \boxed{ \uparrow\hspace{5pt} } } \quad \underset{\mathrm{3d}}{ \boxed{ \uparrow\hspace{5pt} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \uparrow\hspace{5pt} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \uparrow\hspace{5pt} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \uparrow\hspace{5pt} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \uparrow\hspace{5pt} } }

\underset{\mathrm{4s}}{ \boxed{ \uparrow\downarrow } } \quad \underset{\mathrm{3d}}{ \boxed{ \uparrow\downarrow }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \uparrow\downarrow }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \phantom{\uparrow\downarrow} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \phantom{\uparrow\downarrow} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \phantom{\uparrow\downarrow} } }

\underset{\mathrm{4s}}{ \boxed{ \uparrow\downarrow } } \quad \underset{\mathrm{3d}}{ \boxed{ \downarrow\hspace{5pt} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \downarrow\hspace{5pt} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \downarrow\hspace{5pt} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \downarrow\hspace{5pt} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \phantom{\downarrow\uparrow} } }

\underset{\mathrm{4s}}{ \boxed{ \uparrow\downarrow } } \quad \underset{\mathrm{3d}}{ \boxed{ \uparrow\hspace{5pt} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \uparrow\hspace{5pt} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \uparrow\hspace{5pt} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \uparrow\hspace{5pt} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \phantom{\uparrow\downarrow} } }

Problema 1C18

Assinale a alternativa com a distribuição eletrônica em subníveis para o $\ce{Au} (Z = 79).$

\mathrm{1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 5s^2 4d^{10} 5p^6 6s^2 5d^9}

\mathrm{1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^2 4p^6 4d^{10} 4f^{14} 5s^2 5p^6 6s^2 5d^9}

\mathrm{1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 5s^2 4d^{10} 5p^6 6s1 4f^{14} 5d^{10}}

\mathrm{1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p6^ 5s^2 4d^{10} 5p^6 6s1 4f^{14} 5d^{10}}

Problema 1C19

A regra de Hund, como o próprio nome indica, foi formulada pela primeira vez, em 1927, pelo físico alemão Friedrich Hund. Ele partiu diretamente da estrutura nuclear, já conhecida e medida, das moléculas e tentou calcular as orbitais moleculares adequadas por via direta, resultando na regra de Hund. Essa regra afirma que a energia de um orbital incompleto é menor quando nela existe o maior número possível de elétrons com spins paralelos.

Assinale a alternativa com a aplicação correta da regra de Hund para o átomo de enxofre $(Z = 16)$ em seu estado fundamental.

\mathrm{1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p_\mathit{x}^2 3p_\mathit{y}^2 3p_\mathit{z}^0}

\mathrm{1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p_\mathit{x}^2 3p_\mathit{y}^1 3p_\mathit{z}^1}

\mathrm{1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p_\mathit{x}^2 3p_\mathit{y}^0 3p_\mathit{z}^2}

\mathrm{1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p_\mathit{x}^0 3p_\mathit{y}^2 3p_\mathit{z}^2}

Problema 1C20

GABARITO

Apresente a configuração eletrônica do estado fundamental e os números quânticos do orbital atômico mais energético para cada um dos átomos.

Magnésio
Alumínio
Bismuto
Arsênio
Cobre

Problema 1C21

GABARITO

Apresente a configuração eletrônica do estado fundamental e os números quânticos do orbital atômico mais energético para cada um dos átomos.

Silício
Cloro
Rubídio
Titânio
Cromo

Problema 1C22

GABARITO

Apresente a configuração eletrônica do estado fundamental e os números quânticos do orbital atômico mais energético para cada um dos átomos.

Európio
Criptônio
Berílio
Antimônio
Prata

Problema 1C23

GABARITO

Considere as proposições para os átomos com muitos elétrons.

A carga nuclear efetiva, $Z_\mathrm{ef}$ , é independente do número de elétrons presentes em um átomo.
Os elétrons de um orbital s blindam mais efetivamente da carga nuclear do núcleo os elétrons de outros orbitais porque um elétron em um orbital s pode penetrar o núcleo de um átomo.
Elétrons com $l = 2$ são mais efetivos na blindagem do que elétrons com $l = 1$ .
A $Z_\mathrm{ef}$ de um elétron em um orbital p é menor do que o de um elétron em um orbital s da mesma camada.

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.

2 e 4

1, 2 e 4

2, 3 e 4

Problema 1C24

GABARITO

No cromo e no cobre, ocorrem anomalias aparentes no preenchimento dos orbitais. Nesses elementos, um elétron que deveria ocupar um orbital $s$ ocupa um orbital $d$ . Anomalias semelhantes ocorrem nos elementos $\ce{Mo}$ , $\ce{Pd}$ , $\ce{Ag}$ e $\ce{Au}$ .

Explique a origem dessas anomalias.
Apresente a configuração eletrônica do estado fundamental do $\ce{Cr}$ , $\ce{Cu}$ , $\ce{Mo}$ , $\ce{Pd}$ , $\ce{Ag}$ e $\ce{Au}$
Explique por que não existem elementos cujos elétrons preenchem orbitais $(n+1)s$ em vez de orbitais $np$ .

Problema 1C25

GABARITO

A regra de Hund, ou regra da máxima multiplicidade, afirma que há condições específicas para que a o preenchimento dos elétrons em orbitais ocorra para que o átomo esteja em seu estado fundamental. A seguir, são apresentadas cinco configurações para a distribuição eletrônica em orbitais do subnível $\mathrm{3p}$ do enxofre $(Z = 16)$ , feitas por um aluno de química, considerando que todos os subníveis anteriores à distribuição estão completamente preenchidos.

Indique, para cada uma delas, se temos uma configuração eletrônica em estado fundamental ou excitado, e justifique.

$\boxed{ \uparrow\hspace{5pt} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \uparrow\downarrow }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \uparrow\hspace{5pt} }$
$\boxed{ \uparrow\downarrow }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \uparrow\downarrow }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \phantom{\uparrow\downarrow} }$
$\boxed{ \downarrow\hspace{5pt} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \downarrow\hspace{5pt} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \uparrow\downarrow }$
$\boxed{ \uparrow\downarrow }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \uparrow\hspace{5pt} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \downarrow\hspace{5pt} }$
$\boxed{ \uparrow\hspace{5pt} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \uparrow\hspace{5pt} }\hspace{-0.4pt}\boxed{ \uparrow\hspace{5pt} }$

Problema 1C26

GABARITO

Considere as configurações eletrônicas.

$\mathrm{1s^2 2s^2 2p^1}$
$\mathrm{1s^2 2s^2 2p^3}$
$\mathrm{1s^2 2s^2 2p^4}$
$\mathrm{1s^2 2s^2 2p^5}$

Assinale a alternativa com as configurações que podem representar estados excitados de átomos neutros.

1 e 3

1, 2 e 3

1, 3 e 4

Problema 1C27

GABARITO

Considere as configurações eletrônicas.

$\ce{[Ar]}\,\mathrm{4s^2 3d^1}$
$\ce{[Ar]}\,\mathrm{4s^2 3d^5}$
$\ce{[Ar]}\,\mathrm{4s^2 3d^8}$
$\ce{[Ar]}\,\mathrm{4s^2 3d^{10}}$

Assinale a alternativa com as configurações que podem representar estados excitados de átomos neutros.

2 e 3

1, 2 e 3

2, 3 e 4

Problema 1C28

A Regra de Hund estabelece que os elétrons de um mesmo subnível tendem a ficar em orbitais distintos (diferente número quântico magnético) e com spins paralelos.

Assinale a alternativa que pode corresponder a uma configuração eletrônica no estado excitado.

\ce{Na}: \ce{[Ne]}\,\mathrm{3s^1}

\ce{Ca}: \ce{[Ne]}\,\mathrm{3s^2}

\ce{Al}: \ce{[Ne]}\,\mathrm{3s^2 3p^1}

\ce{Si}: \ce{[Ne]}\,\mathrm{3s^2 3p^2}

\ce{Cl}: \ce{[Ne]}\,\mathrm{3s^2 3p^5}

Problema 1C29

GABARITO

O molibdênio, elemento de número atômico 42, trata-se de um caso de exceção a distribuição eletrônica dos elementos. Sobre este importante metal, responda aos questionamentos a seguir:

Apresente a distribuição eletrônica teórica e prática deste metal, em cerne de gás nobre.
Justifique de forma sucinta a distribuição prática em vez da teórica.
Apresente os quatro números quânticos para o seu elétron diferenciador, considerando a distribuição teórica.

Problema 1C30

Regras de Slater: $Z_\mathrm{ef} = Z - b.$ Para determinar a carga nuclear efetiva, os elétrons são divididos em grupos: $\mathrm{(1s); (2s, 2p); (3s, 3p); (3d); (4s, 4p); (4d); (4f) \ldots}$ Para qualquer elétron de um dado grupo, a constante de blindagem, $b,$ é a soma das seguintes parcelas:

zero para qualquer grupo exterior ao grupo do elétron considerado;
$\pu{0,35}$ para cada um dos outros elétrons do mesmo grupo que o elétron considerado, exceto no grupo ( $\mathrm{1s}$ ), onde o valor de contribuição é de $\pu{0,30}$ ;
se o elétron considerado pertencer a um grupo $n\mathrm{s}$ ou $n\mathrm{p}$ , cada elétron do nível $(n-1)$ contribui com $\pu{0,85}$ e cada elétron dos níveis mais internos contribui com $\pu{1,00}$ ;
se o elétron considerado pertencer a um grupo $n\mathrm{d}$ ou $n\mathrm{f}$ , cada elétron dos grupos mais internos contribui com $\pu{1,00}$ .

Calcule a carga nuclear efetiva para cada elemento:

$\ce{B} (Z = 5)$
$\ce{N} (Z = 7)$
$\ce{F} (Z = 9)$
$\ce{Ge} (Z = 32)$
$\ce{Ba} (Z = 56)$