A energia de ionização de um mol de átomos de hidrogênio que estão no estado fundamental ( n=1 ) é de 1312 kJ mol^-1. O valor da energia de ionização de um mol de átomos que estão no primeiro estado excitado ( n=2 ) deve ser maior ou menor que 1312 kJ mol^-1 ? 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).

Passo 2

Teoria dos níveis de energia do H:
Cada nível En = -RHn^2 tem energia
En = -1312n^2;kJcdot mol^-1
onde, em unidades de kJ mol⁻¹, .
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 De é a diferença entre o estado livre ( E2 = -13122^2 = -13124 = -328;kJcdot mol^-1, ) e o nível De:
Para :
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Resposta

A energia de ionização a partir de é menor: , bem abaixo dos do estado fundamental.

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