Lista 1 - Ligações Atômicas 2021 2

Lista de exercícios 1 – Noções de Teoria Atômica - Ligações atômicas 1) A emissão de raios-X em um microscópio eletrônico de varredura permite identificar os elementos presentes em uma amostra. O exame de uma amostra metálica revelou picos de energia equivalente a 8,063eV e 8,556 eV. Determine os elementos dessa amostra. Utilize a relação de Plank: λ= hc/E. 2) Calcule o comprimento de onda de De Broglie (λ= h/mv) de uma pedra com massa de 100 g, em movimento retilíneo à velocidade de 5 m/s. 3) Os níveis de energia para o elétron no átomo de hidrogênio é dado por: Nível de energia - n Energia (eV) 1 -13,58 2 -3,38 3 -1,58 4 -0,88 5 -0,54 6 -0,32 7 -0,15 Infinito Pede-se: a) A energia mínima necessária para ionizar o átomo de hidrogênio no seu estado normal; b) A energia emitida quando o elétron quando o elétron passa da camada M para a camada K; c) A energia necessária para o elétron passar da camada L para a camada M; d) O comprimento de onda da energia emitida, se o elétron pular da camada O para a camada L. 4) Fornecer a configuração eletrônica dos seguintes elementos: Al (Z=13), Ca (Z=20), Fe (Z=26), Fe²⁺ 5) Quais são as forças fundamentais do modelo padrão e o que promove a interação entre essas forças? 6) As partículas fundamentais são compostas por férmions e bósons. Quais são as suas características? 7) Qual é a importância das partículas de Higgs? 8) A partir do elemento de onda: ψ=a sen2π(x/λ – υt) encontre a equação de Schrodinger para uma dimensão. 9) Determine o percentual de caráter iônico de uma ligação entre os elementos presentes nos compostos: NaCl e HCl. Dados: % caráter iônico=[1-exp[-{0,25)(XA-XB)²]]*100. XAE, XBE são as eletronegatividades. A é o elemento mais eletronegativo. XCl=3; XNa=0,9; XH=2,1 10) Considere as expressões para a força de atração [Fa= A e^2/r^2) e a força de repulsão (Fr = nBe^2/r^(n+1)) entre dois íons, em que A, B e n são constantes. À partir destas expressões, encontre a expressão para a energia de ligação e para a distância crítica. 11) A maioria dos materiais expande quando aquecidos. Que tipo de ligação resultaria na menor expansão térmica: metálica, iônica ou covalente? 12) Calcule a energia cinética de Fermi e a velocidade do elétron livre mais energético do sódio. Dado: N/L³=2,55 x 10²² cm⁻³. 13) A energia de Fermi para a prata é de 5,51 eV. Determine o nível de energia para o qual a probabilidade de ocupação é 0,1 a 300 K. Encontre também o nível de energia para o qual a probabilidade de ocupação é 0,9. Ache a faixa de energia para a qual a probabilidade varia de 0,9 a 0,1. 14) À medida que se aumenta a temperatura, a resistência elétrica do semicondutor diminui, mas a do metal aumenta. Explique este fato. DADOS Carga do elétron: 1,6 x 10⁻¹⁹ C Velocidade da luz: 3,0 x 10⁸ m/s Constante de Plank: 6,63 x 10⁻³⁴ J.s Massa do elétron: 9,11 x 10⁻³¹ kg Permissividade do vácuo (ε0): 8,85 x 10⁻¹² C²/Nm² Constante de Boltzmann: 1,38 x10⁻²³ J/K 1eV = 1,6 x 10⁻¹⁹ J; 1eV = 2,61 x 10²² kcal; 1 kJ = 4,19 kcal; 1 erg = 1 x10⁻⁷ J FÓRMULAS ΔE = mc² = hv υ=c/λ λ = hc/E λ=h/mv p=mv p=h/λ Fa= Ae²/r² Fr = nBe²/r^(n+1) E=e²(-A/r+B/r²) Ec = mv²/2 r = n²h²ε0/Ze²πm v = nh/2πrm 1/λ . = (Z²e²/4πε0h²c)² (1/n1² - 1 n2²) Ef = (h²/8m) + (3N/πL³)²/3 P(E) = 1/(exp[(E-Ef )/ kT] + 1)