Enunciado

(a) Qual é o fóton de mais alta energia que pode ser absorvido por um átomo de hidrogênio no estado fundamental sem causar ionização? (b) Qual é o comprimento de onda dessa radiação? (c) Em região do espectro eletrônico observa-se esse fóton?

Dado: E n = - Z 2 ∙ h ∙ R n 2

Onde: h = 6,626 × 10 - 34   J ∙ s ; R = 3,29 × 10 15   s - 1 ; n = n í v e l   e l e t r ô n i c o ;

Z = n ú m e r o   a t ô m i c o

Passo 1

(a)No estado fundamental de energia, o elétron se encontra no nível 1 de energia (1º período). A energia para cada nível e subnível é quantizada, ou seja, específica, dada pela fórmula. Substituindo-se n por 1, e Z também por 1, que é o número atômico do hidrogênio, teremos a energia para a absorção de um fóton de luz pelo elétron no estado fundamental para que ele suba um nível de energia, sem que esse elétron seja arrancado do átomo:

E n = - 1 2 ∙ 6,626 × 10 - 34 ∙ 3,29 × 10 15 1 2 = 2,18 × 10 - 18 J  

Passo 2

(b)O comprimento de onda vai estar correlacionado com a energia a partir da fórmula:

E = h ∙ c λ

Onde c é a velocidade da luz, e vale 3,0 × 10 8   m / s .

Isolamos λ e teremos:

λ = h ∙ c E = 6,626 × 10 - 34 ∙ 3,0 × 10 8 2,18 × 10 - 18 = 9,12 × 10 - 8   m

Passo 3

(c)Como 9,12 × 10 - 8   m equivale a 91,2 nm, o comprimento de onda se encontra na região do ultra-violeta, invisível ao olho humano.

Resposta

(a) 2,18 × 10 - 18 J

(b) 9,12 × 10 - 8   m

(c)Região do ultra-violeta.

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