Prova Completa: Pesquisador do Inmetro - Microscopia de Ponta de Prova (INMETRO - CESPE / CEBRASPE

91534 Ano: 2010
Disciplina: Física
Banca: CESPE / CEBRASPE
Orgão: INMETRO

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Pesquisador do Inmetro - Microscopia de Ponta de Prova
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Considerando o assunto abordado no texto, assinale a opção correta.

A

A ligação tipo van der Waals possui energias de ligação da mesma ordem de grandeza das ligações covalente, iônica e metálica, e existe somente em uma classe de átomos.

B

Gases nobres não realizam ligações, pois possuem camadas eletrônicas completas.

C

Apesar de possuírem, em geral, energia de ligação relativamente forte em relação aos outros tipos de ligação primária e estarem presentes em somente alguns materiais específicos, as ligações de van der Waals raramente são percebidas.

D

Uma das formas de ligação de van der Waals ocorre quando, por meio de flutuações estatísticas, um átomo apolar se polariza momentaneamente induzindo um dipolo elétrico em outro átomo apolar, provocando uma força de atração que é responsável pela ligação.

E

A ligação por dipolos permanentes ocorre entre moléculas polares e tem origem intrinsecamente eletrostática, não tendo qualquer relação com as forças de van der Waals

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91533 Ano: 2010
Disciplina: Física
Banca: CESPE / CEBRASPE
Orgão: INMETRO

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Texto para a questão.

Na natureza, observam-se três tipos de ligações primárias: a ligação covalente, na qual dois átomos compartilham pelo menos um par de elétrons, a ligação iônica e a ligação metálica. Além dessas, também há dois tipos de ligações secundárias: as ligações por dipolo permanente e de van der Waals.

Ainda com base no texto, assinale a opção correta.

A

Na ligação metálica, os elétrons estão rigidamente ligados aos caroços iônicos e interagem com eles através da força eletrostática.

B

A ligação iônica é espacialmente localizada, tendo forte caráter direcional.

C

Em um sólido iônico estável, cada um dos íons deve ter como primeiros vizinhos íons de mesma carga.

D

Na ligação iônica, as forças atrativas entre os íons têm origem exclusivamente eletrostática.

E

Em um metal, os elétrons de valência têm o comportamento aproximado de um gás de elétrons livres, e ao mesmo tempo em que blindam os caroços iônicos da repulsão eletrostática de outros caroços iônicos da rede, promovem uma força de ligação entre eles.

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91532 Ano: 2010
Disciplina: Física
Banca: CESPE / CEBRASPE
Orgão: INMETRO

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Texto para a questão.

Na natureza, observam-se três tipos de ligações primárias: a ligação covalente, na qual dois átomos compartilham pelo menos um par de elétrons, a ligação iônica e a ligação metálica. Além dessas, também há dois tipos de ligações secundárias: as ligações por dipolo permanente e de van der Waals.

Com relação aos tipos de ligações atômicas, assinale a opção correta.

A

A ligação covalente é direcional, isto é, só é possível na direção que une os átomos participantes da ligação, e é específica para cada par de átomos ligantes.

B

O número de ligações covalentes que um átomo pode fazer independe do seu número de elétrons de valência, mas depende de sua eletronegatividade.

C

Na ligação covalente, nem sempre cada um dos dois átomos contribui com um elétron para o compartilhamento, pois existe a possibilidade de um dos átomos não contribuir com o compartilhamento.

D

A ligação de hidrogênio constitui um tipo especial de ligação, não tendo qualquer relação com a ligação covalente ou de van der Waals.

E

Moléculas polares podem induzir dipolos elétricos em moléculas apolares adjacentes, o que gera uma força de atração entre ambos. No entanto, o tempo de duração desses dipolos induzidos é muito pequeno para que seja possível a formação de uma ligação.

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91531 Ano: 2010
Disciplina: Física
Banca: CESPE / CEBRASPE
Orgão: INMETRO

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O elétron possui um momento magnético, que tem origem em um momento angular intrínseco chamado de spin. Com relação ao spin de partículas quânticas, assinale a opção correta.

A

O spin existe somente nos férmions, grupo de partículas ao qual pertence o elétron, e que obedecem ao princípio da exclusão de Pauli.

B

O momento angular de spin é quantizado, tendo sempre dois estados com orientações espaciais diferentes.

C

As partículas que compõem o núcleo do átomo não possuem spin, todas as propriedades magnéticas da matéria são reflexo do spin dos elétrons.

D

É impossível ter duas partículas de mesmo spin no mesmo estado.

E

Partículas quânticas com spin nem sempre obedecem ao princípio da exclusão de Pauli.

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91530 Ano: 2010
Disciplina: Física
Banca: CESPE / CEBRASPE
Orgão: INMETRO

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A respeito dos orbitais do sistema formado por um átomo com um elétron, assinale a opção correta.

A

Devido à simetria esférica do potencial de interação entre o elétron e o átomo, todos os orbitais desse sistema também possuem simetria esférica.

B

Como o potencial de interação possui a forma de um poço de potencial, esse sistema possui somente espectro discreto de energia, correspondendo aos orbitais s,p,d e f.

C

Cada solução ortogonal da equação de Schrödinger resultante é caracterizada por orbitais com números quânticos diferentes entre si, tendo, portanto, diferentes energias.

D

O orbital s é o único que possui simetria esférica, todos os outros orbitais possuem lóbulos angulares onde a densidade de probabilidade é máxima.

E

Orbitais com o mesmo momento angular total são sempre degenerados, tendo a mesma energia total.

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91529 Ano: 2010
Disciplina: Física
Banca: CESPE / CEBRASPE
Orgão: INMETRO

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O átomo de hidrogênio corresponde a um dos sistemas quânticos mais simples para os quais é possível obter soluções analíticas para a equação de Schrödinger. Acerca da descrição quântica do átomo de hidrogênio, assinale a opção correta.

A

É possível mostrar que a parte radial da equação de Schrödinger para o átomo de hidrogênio pode ser reduzida a uma equação unidimensional com um potencial de interação efetivo que depende do potencial de Coulomb e do momento angular orbital total.

B

Na ausência de campos elétricos ou magnéticos externos, os níveis de energia do átomo de hidrogênio dependem somente do momento angular total do orbital correspondente a esse nível.

C

Em uma mesma camada, e na ausência de campos elétricos ou magnéticos externos, os níveis de energia do átomo de hidrogênio são sempre degenerados.

D

O espectro discreto de energias do átomo de hidrogênio possui uma quantidade finita de níveis de energia, cuja energia depende inversamente do número quântico principal n.

E

Em um experimento à temperatura ambiente, onde inicialmente o átomo de hidrogênio está em um estado que é uma mistura de vários de seus estados estacionários, incluindo o estado de mais baixa energia, após um longo tempo na ausência de qualquer outro fator externo, esse átomo será encontrado no estado fundamental.

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91528 Ano: 2010
Disciplina: Física
Banca: CESPE / CEBRASPE
Orgão: INMETRO

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O estudo dos átomos com um elétron de valência é de grande importância em mecânica quântica e serve de base para o estudo de átomos com mais de um elétron de valência. Com relação ao tratamento quântico do átomo de um elétron de valência, desprezando o efeito dos outros elétrons do átomo, assinale a opção correta.

A

Nesse modelo, considera-se apenas o movimento do elétron. O núcleo do átomo é considerado fixo na origem.

B

Por meio de separação de variáveis, é possível mostrar que a equação de Schrödinger para o sistema formado pelo elétron e o núcleo pode ser separada em uma parte que só depende da energia do centro de massa, e outra que descreve o movimento relativo do elétron em relação ao núcleo.

C

A equação que descreve o movimento do centro de massa do sistema corresponde à equação de Schrödinger para uma partícula livre com massa igual à massa reduzida do sistema.

D

Como o potencial de interação depende da distância relativa entre o núcleo e o elétron, a equação de Schrödinger para o movimento relativo do elétron em relação ao núcleo em coordenadas esféricas é separável em uma parte radial e uma parte angular, sendo a parte radial independente do potencial de interação.

E

Na descrição do movimento relativo do elétron em relação ao átomo, devido à simetria esférica do potencial, é possível separar a equação de Schrödinger em coordenadas esféricas em uma parte radial e outra parte angular, sendo que somente a parte angular apresenta espectro discreto de energia.

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91527 Ano: 2010
Disciplina: Física
Banca: CESPE / CEBRASPE
Orgão: INMETRO

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Considerando uma partícula quântica sob a ação de um potencial harmônico unidimensional com mínimo em x = 0, assinale a opção correta.

A

Todas as funções de onda correspondentes aos estados estacionários são ortogonais entre si e formam uma base completa no espaço de Hilbert.

B

Não é possível normalizar as funções d0e onda dos estados estacionários, pois as mesmas não se anulam quando x !$ \rightarrow !$÷ ± 4.

C

De maneira geral, um estado qualquer do sistema terá sempre paridade bem definida, pois será a combinação linear de funções pares ou ímpares.

D

Os estados estacionários possuem espectro discreto de energia, tendo níveis com energia E_n=(n + 1/2) ST, em que n = 1,2,...

E

As funções de onda correspondentes a estados estacionários terão paridade bem definida, sendo permitidas somente funções de onda pares.

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91526 Ano: 2010
Disciplina: Física
Banca: CESPE / CEBRASPE
Orgão: INMETRO

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Considerando a situação física de uma partícula quântica aprisionada em um poço de potencial real infinito e independente do tempo, assinale a opção correta.

A

Independentemente da forma do potencial, sempre existirão estados estacionários com espectro contínuo de energia.

B

Os estados com espectro contínuo correspondem a ondas planas, enquanto que os estados com espectro discreto correspondem a estados ligados.

C

De maneira geral, em determinado instante de tempo o estado do sistema é dado por uma combinação linear dos vários estados estacionários.

D

Esse sistema apresenta uma quantidade finita de níveis com espectro discreto de energia.

E

Se o referencial de energia é redefinido de forma que o mínimo do potencial tenha energia igual a zero, então qualquer estado terá energia E maior ou igual a zero.

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91525 Ano: 2010
Disciplina: Física
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Considere a dinâmica de uma partícula quântica sob a ação de um poço de potencial real quadrado finito e independente do tempo, com profundidade V₀ > 0 e largura 2a > 0. Quanto a essa situação, assinale a opção correta.

A

Dependendo da profundidade do poço de potencial, é possível observar ou não estados estacionários com energia discreta.

B

As soluções da equação de Schröedinger, nesses casos, são classificadas em dois tipos: estados estacionários com espectro de energia discreto e estados não estacionários com espectro contínuo de energia.

C

Se considerar que incide sobre o poço de potencial uma onda plana, é possível mostrar que a amplitude de transmissão dessa onda através do poço apresenta ressonâncias, com máximos em determinados comprimentos de onda.

D

Se a onda incidente sobre o poço de potencial é uma onda plana, então a amplitude transmitida é sempre igual à amplitude refletida.

E

O estado de menor energia corresponde ao estado fundamental e pode representar tanto um estado ligado quanto uma onda plana.