Considere um material típico composto de moléculas diatômicas covalentemente ligadas. Ordene as energias a seguir da maior para a menor em módulo. (a) O calor latente da fusão por molécula, (b) a energia molecular vinculante, (c)
a energia do primeiro estado excitado da rotação molecular, (d) a energia do primeiro estado excitado da vibração molecular.
a energia do primeiro estado excitado da rotação molecular, (d) a energia do primeiro estado excitado da vibração molecular.
Passo 1
O enunciado pede para ordenar, da maior para a menor em módulo, quatro energias associadas a um sólido formado por moléculas diatômicas covalentemente ligadas:
(a) o calor latente de fusão por molécula,
(b) a energia de ligação molecular,
(c) a energia do primeiro estado excitado de rotação,
(d) a energia do primeiro estado excitado de vibração.
(a) o calor latente de fusão por molécula,
(b) a energia de ligação molecular,
(c) a energia do primeiro estado excitado de rotação,
(d) a energia do primeiro estado excitado de vibração.
Passo 2
Estimamos a energia de ligação de uma molécula diatômica típica: ligações covalentes valem tipicamente algumas
. Como
uma energia de ligação de
a
corresponde a
Passo 3
Estimamos a energia do primeiro estado vibracional. Modos de vibração de moléculas diatômicas têm frequências típicas de
a
, e
Passo 4
Estimamos a energia do primeiro estado rotacional. Frequências rotacionais são da ordem de
a
, logo
Passo 5
Estimamos o calor latente de fusão por molécula. Calores de fusão de sólidos covalentes típicos valem algumas
a
. Dividindo por
,
Passo 6
Comparando as ordens de grandeza:
Como a energia vibracional costuma ser um pouco maior que o calor de fusão por molécula, a ordem final é
Resposta
(b)
(d)
(a)
(c)