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1? Ficha de Avalia??o de ConhecimentosTurma: 10?AFísica e Química A - 10?AnoProfessora Paula Melo SilvaData: 15 de outubro 2015 Ano Letivo: 2015/201690 min 1. O elemento químico oxigénio apresenta três isótopos naturais. Na tabela que se segue, apresentam-se alguns dados referentes aos seus três isótopos.IsótopoAbund?ncia relativa (%)Massa isotópica816O99,7615,995817OA16,999818O0,2017,9991.1. Quais as características necessárias para que dois átomos sejam isótopos? (5 pontos)1.2. Determine o valor de A. (5 pontos)1.3. Calcule a massa atómica relativa do elemento oxigénio. (5 pontos)1.4. Faz a configura??o eletrónica para o átomo de oxigénio. (5 pontos)right553720002. Os nanotubos de carbono s?o estruturas alongadas e monoelementares de dimens?es manométricas com elevado potencial cientifico-tecnológico. A sua descoberta foi um dos importantes marcos no desenvolvimento da nanotecnologia. Estruturalmente, a rede cristalina dos nanotubos é exclusivamente composta por liga??es carbono-carbono. S?o constituídos por uma ou mais folhas de grafeno enroladas. Os nanotubos de carbono s?o bastante resistentes a ataques químicos e apresentam uma estabilidade estrutural notável. No que se refere às suas propriedades elétricas, elas podem variar, pois, consoante a forma como a folha de grafeno é enrolada, estes podem ter um caráter metálico ou semicondutor. As suas propriedades mec?nicas s?o também causa de grande interesse, por exemplo, os nanotubos de folha simples s?o bastante flexíveis. Podem ser usados para fabricar transístores e memórias de computador, ou mesmo catalisadores em processos de tratamento de águas e no desenvolvimento de membranas para dessaliniza??o e purifica??o de águas. Os nanotubos constituídos por uma camada simples podem ser fechados nos seus extremos. As observa??es experimentais indicam que os di?metros dos nanotubos de carbono de paredes simples rondam os 1,3 nm e os seus comprimentos podem atingir 10 m.2.1. Os nanotubos s?o um dos materiais desenvolvidos na área da nanotecnologia. Diga o que entende por nanotecnologia, as suas áreas e exemplos de aplica??o bem como algumas desvantagens da sua utiliza??o. (15 pontos)2.2. Comparando, em termos das respetivas ordens de grandeza, o di?metro com o comprimento dos nanotubos de carbono de paredes simples, conclui-se que o comprimento do nanotubo é: (5 pontos)10-5 vezes superior104 vezes superior10-4 vezes superior105 vezes superior2.3. Um nanotubo de carbono é constituído por 2,0×1022 átomos de carbono. Qual é a massa desse nanotubo? (5 pontos)0,27 g0,40 g1,00 g0,20 g2.4. O carbono tem vários isótopos mas apenas dois deles s?o naturais e estáveis: carbono-12 e o carbono-13. Considerando a massa isotópica aproximadamente igual ao número de massa, e apenas os dois isótopos estáveis referidos, determine a abund?ncia de cada isótopo. Consulte a T.P. (15 pontos)2.5. O carbono-14 é um isótopo radioativo do carbono usado na data??o de fósseis. Indique a constitui??o de um átomo de carbono-14. (5 pontos)2.6. A configura??o eletrónica para o átomo de carbono no estado fundamental é: (5 pontos)1s2 2s2 2p6 3s21s2 2s2 2px2 1s2 2s2 2px1 2py11s2 2s2 2p1 3s13. Os átomos Y e Z s?o isótopos e apresentam as seguintes características:A+53AY 2A-103A-2Z Determine o número atómico do elemento em causa. (15 pontos)4. O etanol ou álcool etílico (C2H6O), obtido a partir da fermenta??o de a?úcares, pode ser encontrado nas bebidas alcoólicas, nos perfumes onde é usado como solvente ou até em misturas de combustíveis.4.1. Determine a massa molar desse composto (5 pontos)4.2. Determine a quantidade de matéria de etanol num frasco com 20,0 g do composto. (5 pontos)4.3. Quantos átomos est?o presentes em 20,0 g de etanol? (10 pontos)5. O silício (Si), aplicado em eletrónica como material semicondutor base, usado para quase todos os circuitos integrados modernos, pode ser dopado para alterar as suas propriedades elétricas. No processo de dopagem s?o, intencionalmente, introduzidas impurezas num semicondutor extremamente puro. Dopou-se uma placa de silício com fósforo (P) de tal modo que a placa de 0,233 g tem 99,99% de silício. Determine a fra??o molar do silício e do fosforo na placa indicada. (15 pontos)6. Um átomo é formado quase completamente por espa?o vazio. Toda a sua massa se deve ao diminuto núcleo central. O espa?o que o rodeia estende-se até uma dist?ncia de cerca de 10 mil vezes o di?metro do núcleo e é ocupado por uma m?o-cheia de eletr?es – seis, por exemplo, no caso do átomo de carbono. O vazio extranuclear é, porém, a sede da personalidade de um elemento – o núcleo é um observador passivo, responsável por dirigir o conjunto de eletr?es em seu redor, dos quais apenas alguns participam nas rea??es químicas. Os cientistas n?o puderam resistir à tenta??o de supor que os eletr?es eram como planetas para o núcleo-estrela. No entanto, este modelo planetário, adotado, entre outros, por Niels Bohr, estava errado. A verifica??o de que os eletr?es n?o s?o apenas partículas no sentido comum, mas possuem também um carácter ondulatório intrínseco, permite atribuir-lhes um carácter duplo, que implica que seja totalmente inapropriado visualizar os eletr?es como partículas em órbitas bem definidas. Por volta de 1926, Erwin Schr?dinger desenvolveu uma equa??o que, quando resolvida, permite obter informa??o acerca do comportamento dos eletr?es nos átomos. As solu??es desta equa??o permitem calcular a probabilidade de encontrar o eletr?o numa dada regi?o do espa?o e n?o a sua localiza??o precisa em cada instante, como na física clássica.P. Atkins, O Dedo de Galileu – As dez grandes ideias da Ciência, Gradiva, 1.? ed., 2007 (adaptado) 6.1. Como se designam os eletr?es que participam nas rea??es químicas? (5 pontos)6.2. Como se designa uma regi?o do espa?o onde, em torno do núcleo de um átomo, existe uma elevada probabilidade de encontrar um eletr?o desse átomo? (5 pontos)6.3. No átomo de carbono no estado fundamental, os eletr?es encontram-se distribuídos por: (5 pontos)duas orbitais. três orbitais. quatro orbitais. seis orbitais.6.4. Um dos eletr?es de valência do átomo de carbono no estado fundamental pode ser caracterizado pelo conjunto de números qu?nticos: (5 pontos)(1,1,0,+12)(2,0,0,+12)(2,1,2,-12)(1,0,0,-12)6.5. Selecione a única op??o que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espa?os seguintes, de modo a obter uma afirma??o correta. Os átomos de carbono (C), no estado fundamental, apresentam______eletr?es de valência, distribuídos por _______ . (5 pontos)dois … uma orbitaldois … duas orbitaisquatro … duas orbitaisquatro … três orbitais6.6. Os eletr?es de valência dos átomos de oxigénio e de enxofre, no estado fundamental, distribuem-se: (5 pontos)apenas por orbitais com l = 1.pelo mesmo número de orbitais. por orbitais com o mesmo número qu?ntico principal. por orbitais com l = 1 e com l = 2.6.7. Selecione a única op??o que contém o conjunto de números qu?nticos que pode caracterizar um dos eletr?es mais energéticos do átomo de enxofre, no estado fundamental. (5 pontos)(3,2,1,+12)(3,2,0,+12)(3,1,1,+12)(3,1,2,+12)6.8. Considere a configura??o eletrónica do átomo de azoto, no estado fundamental. Quantos eletr?es se encontram em orbitais caracterizadas pelo número qu?ntico secundário l = 1? (5 pontos)2 3 4 56.9. Considere a configura??o eletrónica 1s2 2s22px2 2py2 2pz0. Indique qual a regra que n?o foi respeitada na sua elabora??o. (5 pontos)7. Considere o átomo mais abundante no universo, o hidrogénio. O esquema representa um diagrama de níveis de energia onde est?o indicadas algumas transi??es eletrónicas possíveis no átomo de hidrogénio. 7.1. Classifica como verdadeiras ou falsas as seguintes afirma??es: (10 pontos)As transi??es X e Z ocorrem com emiss?o de radia??o.As transi??es Y e T ocorrem com absor??o de radia??o.A radia??o associada à transi??o X é mas energética do que a radia??o associada à transi??o Y.A energia da radia??o associada à transi??o Z é maior do que a energia da radia??o associada à transi??o T.A frequência da radia??o associada à transi??o X é maior do que a frequência da radia??o associada à transi??o Z.A transi??o Y ocorre com a emiss?o de um fot?o.A transi??o Z corresponde a uma desexcita??o. Das transi??es consideradas a que envolve fot?es de menor freqência é a T.7.2. Indique o que significa dizer que a energia do eletr?o no átomo está quantizada (10 valores)8. A água do mar é considerada uma enorme solu??o de água salgada, porque, na sua composi??o média, os i?es cloreto (Cl-) e os i?es sódio (Na+), s?o os que apresentam valores mais expressivos. O i?o cloreto existe, em média, numa propor??o de 19,0 g de cloreto em cada kg de água do mar e o i?o sódio existe, em m?dia, numa propor??o de 10,0 g de i?o sódio em cada kg de água do mar.8.1. Determina a fra??o mássica dos i?es cloreto na água do mar. (5 pontos)8.2. A quantidade de i?es cloreto existente em 0,5 kg de água do mar pode ser calculada por: (5 pontos)n=5×19,035,45×10moln=5×35,45×1019,0moln=19,0×35,455×10moln=5×19,0×1035,45mol8.3. O número de i?es sódio existentes em 2,0 kg de água do mar pode ser calculado por: (5 pontos)N=1022,99×2×6,022×1023N=22,9910×12,04×1023N=1022,99×6,022×1023N=1022,99×12,04×1023FIMBOA SORTE JOVENS CIENTISTAS! ................
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