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Questão 10383

ITA 1998
Química

(Ita 98) Um átomo de hidrogênio com o elétron inicialmente no estado fundamental é excitado para um estado com número quântico principal (n) igual a 3. Em correlação a este fato qual das opções abaixo é a CORRETA?

A

Este estado excitado é o primeiro estado excitado permitido para o átomo de hidrogênio.

B

A distância média do elétron ao núcleo será menor no estado excitado do que no estado fundamental.

C

Será necessário fornecer mais energia para ionizar o átomo a partir deste estado excitado do que para ionizá-lo a partir do estado fundamental.

D

A energia necessária para excitar um elétron do estado com n=3 para um estado com n=5 é a mesma para excitá-lo do estado com n=1 para um estado com n=3.

E

O comprimento de onda da radiação emitida quando este elétron retornar para o estado fundamental será igual ao comprimento de onda da radiação absorvida para ele ir do estado fundamental para o mesmo estado excitado.

Gabarito:

O comprimento de onda da radiação emitida quando este elétron retornar para o estado fundamental será igual ao comprimento de onda da radiação absorvida para ele ir do estado fundamental para o mesmo estado excitado.



Resolução:

a)

Falso, primeiro estado excitado é em n = 2.

 

b)

Falsa, quanto menor n, menor a distância entre o elétron e o núcleo.

 

c)

Ionizar o átomo indica que n = ∞. Para o átomo de hidrogênio,

 mathrm{E=-frac{13,6}{n^2}:eV}

\mathrm{Se;o;estado; inicial;for;o;fundamental:}\\E_i=-frac{13,6}{1^2}=-13,6;eV

Nesse caso, 

Delta E=0 -(-13,6)=13,6;eV

 

\mathrm{Se;o;estado;inicial;for;o;estado;excitado;n=3:}\\E_i=-frac{13,6}{3^2}=-1,51;eV

Delta E=0 -(-1,51)=1,51;eV

Falsa, portanto.

 

d)

Ainda utilizando a fórmula: 

mathrm{E=-frac{13,6}{n^2}:eV}

 

\E_3=-frac{13,6}{3^2}=-1,51;eV\\E_5=-frac{13,6}{5^2}=-0,54;eV\\\	herefore |Delta E|=0,96;eV

 

\E_1=-frac{13,6}{1^2}=-13,6;eV\\E_3=-frac{13,6}{3^2}=-1,51;eV\\\	herefore |Delta E|=12,09;eV

 

e)

Verdade, a energia absorvida é igual à energia emitida. Ou seja, o elétron absorve energia para ser excitado e, ao voltar ao estado fundamental, emite a mesma quantidade de energia que havia absorvido.

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