LISTA DE EXERCÍCIOS 6 - capítulo 40 - Tudo sobre os átomos

*Exercício resolvido em sala de aula.

1. Determine quantos estados eletrônicos existem nas seguintes subcamadas: (a) n = 4, l = 3; (b) n = 3, l = 1; (c) n = 4, l = 1; (d) n = 2, l = 0.

2. (a) Quantos valores de l estão associados ao estado n = 3? (b) Quantos valores de m_l estão associados ao estado l = 1?

3. Um elétron de um átomo se encontra em um estado com n = 3. Determine (a) o número de valores possíveis de l, (b) o número de valores possíveis de m_l, (c) o número de valores possíveis de m_s, (d) o número de estados da camada n = 3 e (e) o número de subcamadas da camada n = 3.

4. Um átomo de hidrogênio no estado fundamental está se movendo com uma velocidade de 1,2x10⁵ m/s perpendicularmente a um campo magnético não-uniforme, cujo gradiente da direção vertical é dB/dz = 1,6x10² T/m. (a) Qual é o módulo da força exercida pelo campo magnético sobre o átomo devido ao momento magnético do elétron (1 magnéton de Bohr)? (b) Qual é a distância vertical percorrida pelo átomo em 80 cm de percurso?

5. Qual é o comprimento de onda de um fóton capaz de produzir uma transição do spin de um elétron em um campo magnético de 0,200 T? Suponha que l = 0.

6. Sete elétrons são confinados em um poço de potencial unidimensional infinito de largura L. Qual é a energia do estado fundamental do sistema, em múltiplos de h²/8mL²? Suponha que os elétrons não interagem entre si e não se esqueça de levar em conta o spin.

7*. Onze elétrons são confinados num poço 3D de potencial infinito (caixa retangular) onde L_x=L_y=L_z=L. (a) Qual é a configuração eletrônica do estado fundamental do sistema de 11 elétrons? (b) Qual energia deve ser fornecida ao sistema para que ele passe ao primeiro estado excitado e qual é a energia deste estado?

8. Dois elétrons do lítio (Z = 3) têm números quânticos n = 1, l = 0, m_l= 0 e m_s = ±1/2. Que números quânticos terá o terceiro elétron se o átomo estiver (a) no estado fundamental e (b) no primeiro estado excitado?

9*. Qual a menor diferença de potencial a que um elétron deve ser submetido em um tubo de raios X para produzir raios X com um comprimento de onda de 0,100 nm?

10. Um átomo hipotético possui níveis de energia com uma separação uniforme de 1,2 eV. À temperatura de 2000 K, qual é a razão entre o número de átomos no 13º estado excitado e o número de átomos no 11º estado excitado?