A energia de ionização de um mol de átomos de hidrogênio que estão no estado fundamental (
) é de
. O valor da energia de ionização de um mol de átomos que estão no primeiro estado excitado (
) deve ser maior ou menor que
? Justifique sua resposta.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que a energia de ionização de 1 mol de átomos de hidrogênio no estado fundamental (n=1) é 1312 kJ mol⁻¹. A pergunta é: se os átomos já estão no primeiro estado excitado (n=2), essa energia de ionização vai ser maior ou menor que 1312 kJ mol⁻¹?
Conteúdo: níveis de energia do átomo de H, fórmula de energia em função de n e conceito de energia de ionização (energia pra “levar” o elétron até E=0). Vamos precisar da expressão de e depois calcular a diferença até o estado livre (E=0).
Conteúdo: níveis de energia do átomo de H, fórmula de energia em função de n e conceito de energia de ionização (energia pra “levar” o elétron até E=0). Vamos precisar da expressão de
Passo 2
Teoria dos níveis de energia do H:
Cada nível tem energia
Cada nível
onde, em unidades de kJ mol⁻¹,
.
Então
Então
Isso significa que, quanto maior
, menos negativa (ou mais próxima de zero) é a energia do elétron.
Passo 3
A energia de ionização a partir do nível
é a diferença entre o estado livre (
) e o nível
:
Para
:
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Resposta
A energia de ionização a partir de
é menor:
, bem abaixo dos
do estado fundamental.