Responda a cada um dos itens a seguir.
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.
A energia de ionização de um mol de átomos de hidrogênio que estão no estado fundamental (
Passo 1
Beleza, o enunciado diz assim: a energia de ionização de átomos de H no estado fundamental (n=1) é 1312 kJ/mol. A pergunta é: se eu pegar esses átomos já excitados em n=2, essa energia de ionização vai ser maior ou menor que 1312 kJ/mol?
Conteúdo: modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio, níveis de energia e cálculo de energia de ionização. Vamos precisar da fórmula dos níveis de energia e saber que ionizar é levar o elétron de um nível n até o infinito (E=0).
Conteúdo: modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio, níveis de energia e cálculo de energia de ionização. Vamos precisar da fórmula dos níveis de energia e saber que ionizar é levar o elétron de um nível n até o infinito (E=0).
Passo 2
Teoria do modelo de Bohr:
- Os níveis de energia de um elétron em H são dados por
ondeé a constante de Rydberg em energia (no nosso caso, isso dá 1312 kJ/mol para ).
- A energia de ionização a partir do nívelé a diferença entre a energia no infinito (zero) e a energia em :
Ou seja, quanto maior
, menor (em módulo)
, porque o elétron já está mais “solto”.
Passo 3
Aplicando para
:
Comparando com 1312 kJ/mol (caso
Resposta
A energia de ionização a partir de
é menor que 1312 kJ/mol (dá 328 kJ/mol), pois a expressão
diminui quando
aumenta.