Exercícios Resolvidos de Modelo Nuclear Atômico

Adaptado de Peter Atkins & Loreta Jones. Princípios de Química, 5ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2012, pp 49-1.2.

J.J Thomson inicialmente chamou os raios produzidos em sua aparelhagem de “raios canais”. Os raios canais sofrem desvios ao passar entre os polos de um ímã e depois atingem a tela de fósforo. A razão Q / m (em que Q é a carga e m a massa) das partículas que compõem os raios canais é 2,410   x   10 7   C . k g - 1 . O catodo e o anodo do aparelho são feitos de lítio e o tubo contém hélio. Use a informação abaixo para identificar as partículas (e suas cargas) que formam os raios canais. Explique seu raciocínio.

C a r g a   d o   e l é t r o n   =   - 1,6.10 - 19   C  

C a r g a   d o   p r ó t o n   =   + 1,6.10 - 19     C

M a s s a   a t ô m i c a   =   1,67.10 - 27   k g   =   1   u

Passo 1

O exercício fica mais simples se você souber previamente que os raios canais (ao contrário dos catódicos, que falamos na teoria), possuem carga líquida positiva. Ou seja, excesso de prótons em relação a elétrons.

É legal também se você entender o conceito de massa atômica. Lembra que a gente falou que no cálculo da massa atômica só entram os prótons e os nêutrons? Sem elétrons!

Então, o hidrogênio tem um próton, um elétron e nenhum nêutron. A massa é a de um próton. Ao invés de dizer que a massa do hidrogênio é 1,67.10-27 kg, a gente diz que a massa é 1 u. Ou seja, só tem uma unidade atômica.

Pro Hélio: 2 prótons, 2 nêutrons, 2 elétrons. Massa: 2+2 = 4 u.

E assim por diante.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Vamos usar os dados que ele nos deu pra fazer uma regra de três:

Q C                                     m k g

2,41.10 7 - - - - 1

x - - - - 1,67.10 - 27

Logo:

x = 4,02 . 10 - 20 C

O mais importante aqui é a interpretação desse resultado.

O que isso significa?

Significa que a cada unidade de massa atômica, temos x = 4,02 . 10 - 20 C.

Como sabemos que os raios canais tem carga positiva, essa carga aí se deve a prótons, certo? Vamos descobrir a quantos prótons.

y = 0,25 prótons

O que significa que a cada unidade de massa atômica, temos 0,25 prótons em excesso em relação aos elétrons.

Passo 3

Para termos um número inteiro de prótons:

0,25   p r ó t o n s 1   u = 1   p r ó t o n 4   u

Ou seja, as partículas que formam os raios canais possuem um próton em excesso a cada 4 u.

Observando os candidatos ao cargo de partícula dos raios canais, pelo enunciado, temos lítio e hélio.

Como precisamos de espécies positivas, vamos analisar os cátions do Li e do He.

3Li+: tem 3 prótons, 4 neutrons e uma carga positiva.

2He+: tem 2 prótons, 2 elétrons e uma carga positiva.

Opa, achamos um forte candidato! O cátion do He possui 1 próton em excesso para 4 unidades de massa atômica.

Resposta

  H e 2   +

Esse conteúdo é exclusivo para cadastrados.

Cadastre-se grátis no maior portal de exatas do Brasil!

Relaxa, não vamos publicar nada no seu nome.

  • Resumões direto ao ponto
    Resumões
    direto ao ponto
  • Exercícios resolvidos passo a passo
    Exercícios resolvidos
    passo a passo
  • Videoaulas incríveis
    Videoaulas
    incríveis
  • Aulões Salva-Vidas
    Aulões
    Salva-Vidas