Essa questão se refere ao modelo atômico de Bohr e as energias serão expressas em termos do fator
.
Nos itens abaixo considere a situação de um fóton incidindo sobre um átomo de hidrogênio e interagindo com seu elétron no estado fundamental.
Supondo que a energia do fóton seja dada exatamente por
, marque a resposta que melhor represente o que pode acontecer ao átomo de hidrogênio.
a. Vai para
.
b. Vai para
.
c. Vai para
.
d. Vai para
.
e. Não absorve o fóton.
f. É ionizado.
g. Nada disso pode acontecer.
Nos itens abaixo considere a situação de um fóton incidindo sobre um átomo de hidrogênio e interagindo com seu elétron no estado fundamental.
Supondo que a energia do fóton seja dada exatamente por
a. Vai para
b. Vai para
c. Vai para
d. Vai para
e. Não absorve o fóton.
f. É ionizado.
g. Nada disso pode acontecer.
Passo 1
O enunciado trata de um fóton com energia
incidindo num átomo de hidrogênio no estado fundamental. Vamos usar o modelo de Bohr para ver para qual nível quântico
— se houver — esse fóton pode promover o elétron, ou se ele não é absorvido ou chega a ionizar o átomo.
Passo 2
No modelo de Bohr, a energia do nível
é dada por
Note que estamos expressando tudo em unidades de
.
Em particular, para o nível fundamental temos
Em particular, para o nível fundamental
e, para um nível geral
,
Passo 3
A condição de absorção é que a energia do fóton case com a diferença
em unidades de
.
Passo 4
Vamos calcular
para
:
Passo 5
A energia do fóton é
unidades, que bate exatamente com
. Como
, não chega a ionizar (ionização exigiria energia de
) e também não coincide com as outras transições. Portanto, o átomo vai para
.
Resposta
b. Vai para
.