Autotestes

(Última actualização: 30 Setembro 2016)

(Clique na resposta que considerar certa)

1. A energia de um fotão de uma radiação que, no vácuo, tem um comprimento de onda l = 520 nm é de

Não é possível responder sem conhecer a frequência.

E = hl

E = hn = hc / l = 3.81´ 10^-19 J

E = 3.81´ 10^-19

2. A expressão que traduz o dualismo onda-corpúsculo é

E = hn

l =h/p=h(mv)

E = mc²

p=mv

3. O comprimento de onda associado a um electrão (m_e=9.1´ 10^-31Kg) é

l =c/n

Não é possível responder a esta pergunta sem conhecer a velocidade do electrão

l =h/m_ec

O dualismo onda-corpúsculo não é aplicável ao electrão por se tratar de uma partícula carregada

4. Qual é o Z_ef do átomo de lítio

A pergunta não faz sentido porque cada electrão do lítio "sente" um Z_ef diferente.

Z_ef=3 porque o lítio tem tão poucos electrões que não blindam a acção do núcleo

Z_ef=3-2×0,85=1,3

Z_ef=3-0,3=2,7

5. Numa série isoelectrónica de iões (por exemplo: O^2-, F^-, Na⁺, Mg²⁺)

Todos os iões têm o mesmo tamanho porque têm a mesma estrutura electrónica.

É maior o de carga mais positiva

Não se pode falar em tamanho de um ião

É maior o de carga mais negativa

6. A energia de ionização do azoto é de 14,5 eV e a do oxigénio é de 13,6 eV

Como era de esperar porque o oxigénio tem mais electrões e por isso há maior repulsão entre eles e é mais fácil retirá-los ao átomo..

A energia de ionização é proporcional a Z_ef²/n² para o electrão que sai (n-nº quântico principal do electrão que sai e Zef o número quântico efectivo sentido pelo electrão). O n é o mesmo nos dois casos (n=2) e o Z_ef(2s, 2p do N)=7-(0´ 0+4´ 0,35+2´ 0,85)=3,9 e o Z_ef(2s, 2p do O)=8-(0´ 0+5´ 0,35+2´ 0,85)=4,55. Deveria, então ter maior energia de ionização o oxigénio. No entanto, como o Z_ef é calculado de maneira muito grosseira, é preciso complementar o nosso raciocínio com outros dois factores: a penetrabilidade das orbitais e o grau de preenchimento das mesmas. O primeiro leva-nos a concluir que em ambos os casos sai o electrão p e não o s porque, em igualdade de Z_ef²/n² , sai o electrão que estiver na orbital menos penetrante (a p é menos penetrante do que a s). A segunda diz-nos que é mais fácil retirar um electrão de uma orbital com dois electrões do que de uma orbital com um só. Ora o oxigénio tem uma orbital p duplamente ocupada enquanto o azoto só tem orbitais p mono-ocupadas. Há então dois factores – o Z_ef²/n² calculado com as regras de Slater e o grau de ocupação – que levam a previsões contraditórias. Como o oxigénio tem menor energia de ionização do que o aazoto, isso significa que neste caso o factor grau de ocupação foi suficientemente importante para contrariar o factor Z_ef²/n².

Porque o electrão do oxigénio está a sair de uma orbital duplamente ocupada.

A energia de ionização é proporcional a Z_ef²/n² para o electrão que sai (n-nº quântico principal do electrão que sai e Zef o número quântico efectivo sentido pelo electrão). O n é o mesmo nos dois casos (n=2) e o Z_ef(2s, 2p do N)=0´ 0+4´ 0,35+2´ 0,85=3,1 e o Z_ef(2s, 2p do O)=0´ 0+5´ 0,35+2´ 0,85=3,45. Deveria, então ter maior energia de ionização o oxigénio. No entanto, como o Z_ef é calculado de maneira muito grosseira, é preciso complementar o nosso raciocínio com outros dois factores: a penetrabilidade das orbitais e o grau de preenchimento das mesmas. O primeiro leva-nos a concluir que em ambos os casos sai o electrão p e não o s porque, em igualdade de Z_ef²/n² , sai o electrão que estiver na orbital menos penetrante (a p é menos penetrante do que a s). A segunda diz-nos que é mais fácil retirar um electrão de uma orbital com dois electrões do que de uma orbital com um só. Ora o oxigénio tem uma orbital p duplamente ocupada enquanto o azoto só tem orbitais p mono-ocupadas. Há então dois factores – o Z_ef²/n² calculado com as regras de Slater e o grau de ocupação – que levam a previsões contraditórias. Como o oxigénio tem menor energia de ionização do que o aazoto, isso significa que neste caso o factor grau de ocupação foi suficientemente importante para contrariar o factor Z_ef²/n².