Sabemos que a equação de Rydberg é válida para todos os átomos hidrogenóides, ou seja, aqueles que tem apenas um elétron
. A equação de Rydberg para os átomos hidrogenóides é:
; onde Z é o número atômico.
Este processo é endotérmico ou exotérmico (recebe ou libera energia)? Explique.
Este processo é endotérmico ou exotérmico (recebe ou libera energia)? Explique.
Passo 1
Vamos entender o que o exercício está pedindo. A questão trata da equação de Rydberg, que é usada para calcular a variação de energia (
) quando um elétron em um átomo hidrogenóide (como H,
,
,
) muda de um nível de energia inicial (
) para um nível final (
). A equação é:
Aqui,
é o número atômico e
é a constante de Rydberg. Nosso objetivo é determinar se esse processo de mudança de nível de energia é endotérmico (absorve energia) ou exotérmico (libera energia).
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa cada termo na equação:
-
: O número atômico ao quadrado. Quanto maior , mais forte é a atração entre o núcleo e o elétron. -
: A constante de Rydberg para o hidrogênio, que possui um valor conhecido. -
: Representa a diferença inversa dos quadrados dos níveis de energia inicial e final.
A variação de energia (
) nos diz quanto de energia é envolvida na transição do elétron entre os níveis.
Passo 3
Vamos analisar o sinal da
:
-
Se
: Isso significa que a energia final é maior que a energia inicial. O elétron precisa absorver energia para pular para um nível de energia mais alto. Portanto, o processo é endotérmico. -
Se
: Aqui, a energia final é menor que a inicial. O elétron libera energia ao descer para um nível de energia mais baixo. Assim, o processo é exotérmico.
Resposta
O processo pode ser endotérmico ou exotérmico dependendo da transição:
- Endotérmico quando o elétron absorve energia para subir para um nível de energia maior (
). - Exotérmico quando o elétron libera energia ao descer para um nível de energia menor (
).