1.2.4 Transições eletrónicas

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1 1.2.4 Transições eletrónicas Adaptado pelo Prof. Luís Perna Energia da transição A energia da transição corresponde à diferença de energia entre dois níveis energéticos: Níveis de energia n = n = 4 n = 3 Nível inicial ΔE = E f - E i n = 2 n = 1 Nível final 2 1

2 Energia da transição Por exemplo, se um átomo de hidrogénio transitar do nível n = 3 para o nível n = 1, a energia de transição é dada por: ΔE = E 1 E 3 ΔE = ( 2, ) ( 0, ) = 1, J Como o átomo perdeu (libertou) energia, o valor obtido é negativo, então diz-se que ocorreu uma desexcitação. 3 Energia de ionização Se um átomo de hidrogénio absorver um fotão com energia suficiente, o eletrão poderá atingir o nível n =, cuja energia é zero. Nesta situação, dizemos que o átomo se ioniza, ou seja, se transforma num ião H + : H H + + e - 4 2

3 Energia de ionização É possível calcular a energia de ionização (E i ) para o átomo de hidrogénio no estado fundamental: ΔE = E E 1 ΔE = E ionização = 0 ( 2,18 x ) E ionização = 2,18 x J Fazer o cálculo da energia necessária para ionizar 1 mol de átomos de hidrogénio. 5 Transições eletrónicas Se a energia fornecida ao átomo for menor do que a energia de ionização e se essa energia: corresponder a qualquer transição, o eletrão passará para o nível superior; não corresponder a qualquer transição, não haverá absorção de energia e o eletrão permanecerá no estado inicial. 6 3

4 Transições eletrónicas Se a energia fornecida ao átomo for igual ou superior à energia de ionização: O eletrão abandonará o átomo (ocorre ionização). Nesse caso a energia em excesso será convertida em energia cinética do eletrão. 7 Espetros atómicos Cada elemento químico possui um conjunto de níveis de energia que Elemento A n = 3 n = 2 o caracteriza, as transições eletrónicas que ocorrem são diferentes de elemento para n = 1 Assim, a energia da luz envolvida nas transições eletrónicas será característica de cada Elemento B n = 3 n = 2 n = 1 8 4

5 Espetros atómicos A luz emitida ou absorvida por uma amostra de matéria pode ser utilizada para identificar elementos químicos nela presentes, sendo que, os espetros atómicos são característicos de cada Espetros atómicos de emissão do mercúrio e cálcio, respetivamente. 9 Espetros de emissão e absorção No espetro de absorção de um elemento químico, as riscas escuras, correspondentes à radiação absorvida, estão na mesma posição das riscas coloridas do espetro de emissão do mesmo Por exemplo: Sódio Espetro de emissão Espetro de absorção 10 5

6 Comparação de espetros A comparação dos espetros de emissão dos vários elementos químicos com os espetros de absorção, como por exemplo, das estrelas, permite-nos conhecer os elementos neles presentes. Com base no estudo de espetro de absorção da luz solar descobriu-se um novo elemento no Sol, o hélio, antes de este ter sido identificado na Terra. 12 Espetroscopia atómica A espetroscopia atómica analisa matéria por utilização de espetros. É aplicada em análises químicas para detetar elementos numa amostra e também para quantificar essa presença, pois a intensidade da luz emitida e absorvida depende do número de átomos de determinado elemento presente na amostra. Equipamento de espetroscopia atómica. 14 6

7 Espetroscopia atómica Esta técnica permite detetar quantidades vestigiais de certos elementos químicos, como: Na, K, Mg, Ca, Fe, Cu, Pb, etc. A espetroscopia atómica é utilizada em: investigação criminal (análise de provas); qualidade alimentar (análise de águas e alimentos); metalurgia (caracterização de ligas metálicas). 15 TPC Fazer os exercícios da página 71, 72 e 73 que ficaram por fazer: 16 7