Como o número de elétrons em um átomo determina suas propriedades químicas, eles podem ser tão facilmente distinguidos pelos espectros de raios X característicos?
Passo 1
O enunciado pergunta se, já que o número de elétrons (que é o mesmo que o número atômico Z) define as propriedades químicas de um átomo, dá pra usar esses elétrons pra distinguir átomos pelos seus espectros de raios X característicos. O conteúdo é Física/Química (espectroscopia de raios X e estrutura atômica) e a gente vai precisar entender transições eletrônicas interiores e a Lei de Moseley.
Passo 2
Primeiro, lembra que o número de elétrons de um átomo em equilíbrio é igual ao número atômico Z. As propriedades químicas vêm dos elétrons de valência, mas o que gera o espectro de raios X são transições de elétrons que voltam pra camadas internas (por exemplo, K ou L). Essas transições liberam fótons de alta energia que formam picos bem definidos.
Passo 3
Para cada elemento há linhas características (Kα, Kβ, Lα, etc.). A frequência dessa linha é dada, empiricamente, pela Lei de Moseley:
onde
• é uma constante (frequência de Rydberg para raios X),
• é o fator de blindagem dos elétrons internos,
• e
são números quânticos das duas camadas envolvidas (por exemplo,
para K e
para L no caso da linha Kα).
•
•
•
Passo 4
Como
depende de
, cada elemento (ou seja, cada Z diferente) gera um conjunto de frequências únicas. Não tem duas espécies atômicas diferentes que gerem exatamente as mesmas linhas de raios X.
Resposta
Sim! Cada átomo, com seu número de elétrons (Z), produz um espectro de raios X único e facilmente distinguível graças à Lei de Moseley.