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As transições eletrônicas envolvem uma mudança no estado de energia
As transições eletrônicas envolvem uma mudança no estado de energia dos elétrons em átomos ou moléculas quando eles absorvem ou emitem radiação eletromagnética, como luz visível ou ultravioleta. Quando um átomo absorve energia, seus elétrons podem ser excitados a estados de energia mais elevados. Esses estados excitados são temporários e instáveis, e os elétrons tendem a retornar ao estado fundamental liberando a energia absorvida na forma de radiação eletromagnética. A energia dessa radiação está diretamente relacionada à diferença de energia entre os estados inicial e final do elétron. Em festivais com fogos de artifício, as transições eletrônicas são vistas quando a pólvora fornece energia a sais específicos, e estes ao retornarem ao estado fundamental liberam energia em forma de luz visível, assim, iluminando o céu.
Suponha que um átomo de hidrogênio em seu estado fundamental (n = 1) sofre uma transição eletrônica para o nível de energia n = 3. Qual é a energia da transição eletrônica em elétron-volts (eV)?
a) 1.89 eV.
b) 6.38 eV.
c) 12.1 eV.
d) 13.6 eV.
e) 16.8 eV.
Solução
Alternativa correta: c) 12.1 eV. De acordo com o gabarito AVA.
A energia da transição eletrônica pode ser calculada usando a equação de Rydberg, que relaciona a energia das transições com os números quânticos dos estados inicial (n1) e final (n2) dos elétrons. Neste caso, a diferença de energia entre os níveis n = 3 e n = 1 do átomo de hidrogênio é dada por \( \Delta E = E_f - E_i = \frac{{13.6 \, eV}}{{n_f^2}} - \frac{{13.6 \, eV}}{{n_i^2}} \), onde \(n_f = 3\) e \(n_i = 1\). Substituindo esses valores na equação, obtemos \( \Delta E = \frac{{13.6 \, eV}}{{3^2}} - \frac{{13.6 \, eV}}{{1^2}} = 1.51 \, eV - 13.6 \, eV = -12.1 \, eV \). Portanto, a energia da transição eletrônica é 12.1 eV. Essa quantidade de energia é liberada quando o átomo de hidrogênio retorna de um estado excitado (n = 3) para o estado fundamental (n = 1), resultando na emissão de radiação eletromagnética, como luz visível ou ultravioleta.
Assuntos: Equação de Rydberg e suas aplicações em transições eletrônicas, Espectros de emissão de átomos de hidrogênio e suas características, Processo de excitação e desexcitação de elétrons em átomos
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