Questão 17.
a. Qual das seguintes transições eletrônicas em um átomo de hidrogênio poderia emitir fótons de maior energia? Justifique. Não é necessário fazer nenhum cálculo.
i)
para
ii)
para
iii)
para
iv)
para
b. Descreva como o modelo de átomo proposto por Bohr explica o espectro do átomo de hidrogênio.
c. 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.
d. Confirme sua resposta do item ©, calculando a energia de ionização de um mol de átomos de hidrogênio que estão no primeiro estado excitado (
).
i)
ii)
iii)
iv)
b. Descreva como o modelo de átomo proposto por Bohr explica o espectro do átomo de hidrogênio.
c. A energia de ionização de um mol de átomos de hidrogênio que estão no estado fundamental (
d. Confirme sua resposta do item ©, calculando a energia de ionização de um mol de átomos de hidrogênio que estão no primeiro estado excitado (
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem quatro pedacinhos:
a) Descobrir qual transição em H emite fóton de maior energia, sem cálculo pesado.
b) Explicar como o modelo de Bohr gera o espectro do H.
c) Comparar a energia de ionização de átomos em n=1 (já dada: 1312 kJ/mol) com a de átomos em n=2 – maior ou menor?
d) Calcular numericamente essa energia de ionização para n=2.
a) Descobrir qual transição em H emite fóton de maior energia, sem cálculo pesado.
b) Explicar como o modelo de Bohr gera o espectro do H.
c) Comparar a energia de ionização de átomos em n=1 (já dada: 1312 kJ/mol) com a de átomos em n=2 – maior ou menor?
d) Calcular numericamente essa energia de ionização para n=2.
Conteúdo: átomo de Bohr, níveis de energia quantizados, fórmula
ou em mols
Passo 2
Item (a): energia do fóton vem da diferença de níveis
e emite se
; a energia do fóton é
.
Vamos olhar cada emissão:
Vamos olhar cada emissão:
- 3→2:
eV, eV → eV - 2→1:
eV, eV → eV - 3→1:
eV
A maior queda de energia (maior) é em 3→1. A transição 1→3 é absorção, não vale.
Logo, a que emite fóton de maior energia é a (iii).
Passo 3
Item (b): Modelo de Bohr e espectro do H
- O elétron só pode “pular” entre órbitas circulares discretas com momento angular
. - Cada órbita tem energia
- Quando o elétron cai de
para , ele emite um fóton de energia
- Cada linha do espectro (Balmer, Lyman etc.) corresponde a um par específico
.
Passo 4
Item ©: Ionização é levar o elétron de
até energia zero.
- Para
, é dada: kJ/mol. - Em
, o elétron já está menos ligado (energia menos negativa), então precisa de menos energia para chegar a zero.
Logo, a energia de ionização emé menor que kJ/mol.
Passo 5
Item (d): Calcular energia de ionização em
.
Nível :
Nível
Para ionizar, a gente precisa levar de
até 0, ou seja, fornecer
kJ/mol.
Resposta
a) (iii)
b) Bohr explica o espectro quantizando as órbitas e usando saltos de energia eV, emitindo fótons com
.
c) A energia de ionização em é menor que 1312 kJ/mol.
d) .
b) Bohr explica o espectro quantizando as órbitas e usando saltos de energia
c) A energia de ionização em
d)