Exercícios de Números Quânticos e Funções de Onda - Lista de Exercícios Resolvida

Um elétron no átomo de hidrogênio faz uma transição de um nível de energia de número quântico igual a para o estado com . Se o fóton emitido tem comprimento de onda de 434 nm, qual o valor de ?

1. Faça um desenho da superfície-limite que corresponde aos orbitais 1s, 2p e 3d.
2. O que se entende por um nodo?
3. Quantos nodos radiais e superfícies nodais angulares tem cada orbital?
4. Prediga quantos planos nodais são esperados para um orbital 4f.

1. Complete a tabela abaixo:



2. Utilizando diagramas de superfície limite, faça o desenho do orbital 2pz, indicando os eixos cartesianos envolvidos e os sinais das funções de onda.

Calcular a energia em joules, o comprimento de onda em metros e o número de onda em metros-1 de uma linha espectral produzida no espectro de hidrogênio quando um elétron decai da 4ª órbita de Bohr para a 1ª. Indique ainda a qual região do espectro eletromagnético pertence esta linha.

Quais são os números quânticos? Que informação nos fornecem os números quânticos e ?

Quais são os números quânticos principal e de momento angular do orbital, para cada um dos seguintes orbitais:

1. Os três números quânticos de um elétron em um átomo de hidrogênio em um determinado estado são , , . Em que tipo de orbital esse elétron está localizado?
2. Utilizando os eixos cartesianos próprios, faça um diagrama de superfície limite que ilustre o tipo de orbital descrito no item “a”. Indique o número de planos nodais e o número de nós radiais presentes.

Quais dos seguintes conjuntos de números quânticos não são permitidos no átomo de hidrogênio? Para o conjunto que estiver incorreto, aponte a inconsistência.

Considere os orbitais atômicos e , admitindo respectivamente as funções angulares e . Determine, na ordem seguinte, o número total de superfícies nodais, a natureza das superfícies nodais derivando da parte angular e o número de esferas nodais destes dois orbitais.

Qual orbital tem maior energia: o orbital 2s ou 2p no átomo de hidrogênio? Isto também é válido para o He? Explique.

Descrever as características geométricas (superfícies nodais, distribuição eletrônica) do orbital atômico .

4. As cianinas são corantes sintéticos com várias aplicações tecnológicas, como o aumento da

sensibilidade de filmes fotográficos, a indústria de CDs e DVDs e a marcação de biomoléculas. A figura mostra a estrutura genérica da streptocianina, um tipo de cianina linear. Utilizando o modelo da partícula na caixa:

b) Determine as regiões de máxima probabilidade eletrônica para os dois níveis envolvidos na transição considerada em a).

Considere que cada átomo contribui com um elétron para as ligações duplas, cada nível energético pode ser ocupado por até dois elétrons e que a distância média de uma ligação é de .

1. Considere um elétron se movendo à velocidade de .

c) Qual seria o comprimento de onda necessário para ejetar um elétron de uma superfície de potássio () com aquela velocidade?

Sejam os complexos , , tetraédrico (sendo M o mesmo metal), indique qual absorverá luz de maior comprimento de onda. Justifique sua resposta.

1. O elétron mais energético de um elemento em seu estado fundamental pode ser identificado pelo conjunto de números quânticos

a. Dê a configuração eletrônica desse elemento, representando os elétrons mais internos pelo gás nobre anterior. [Assuma (i) que os subníveis são preenchidos na ordem −l ... + l e (ii) que os spins com ms positivo são preenchidos primeiro.]

b. Identifique qual elemento é esse.

c. Compare as energias de ionização desse elemento com as do Enxofre e do Tálio, indicando em cada caso qual deve ser maior e por quê.