Átomo de Bohr

No modelo do átomo de hidrogênio de Bohr, o elétron ocupa
níveis discretos de energia que podem ser caracterizados
pelos raios de suas órbitas e pelas energias
correspondentes. Por este modelo, é possível explicar os
processos de absorção e emissão de radiação com a
mudança da órbita do elétron. Os conceitos desse modelo
podem ser estendidos a átomos mais complexos e o estudo
dos processos de absorção e emissão faz parte da
espectroscopia que possibilita determinar, por exemplo, a
constituição de determinados materiais. Suponha que seja
necessário determinar se uma dada mistura gasosa contém
hidrogênio. Para isso, verificou-se que ela absorve fótons
com energias 10,20 eV, 12,09 eV, 1,89 eV e 7,56 eV.

Esboçando o diagrama de níveis de energia, qual das
opções a seguir está correta? (Dado: En = –13,6/n2 eV, onde
En é a energia da n-ésima órbita do átomo de hidrogênio.)

A) A mistura gasosa contém apenas hidrogênio.
B) Além do hidrogênio, a mistura gasosa contém pelo menos
mais um gás.
C) A mistura gasosa não contém hidrogênio.
D) Pelo espectro de absorção não é possível determinar se a
mistura gasosa contém hidrogênio.
E) Sem o espectro de emissão não é possível determinar se
mistura gasosa contém hidrogênio.


Resposta: B      Nunca vi questão assim, não sei como soluciona-la.. como que sei que há hidrogênio ?

Como interpretar esses resultados ?

Pela explicação de Einstein ao efeito fotoelétrico, por bases de alguns postulados que se resumem em:

Um fóton só pode transmitir uma energia a um único elétron e ainda essa transferência é na base do tudo ou nada, ou ele transfere tudo, ou nada.


Com os cálculos, vimos que tem fótons com exatamente a mesma energia energia que a necessária para a transição do elétron, mas tem outros que não.

Logo, se esses fótons foram absorvidos, temos uma certeza: não foi pelo hidrogênio.

Então deve ter sido, portanto, por outra espécie química no interior da mistura.

Entendi, mas na resposta diz ter também hidrogênio..

Então, você não prestou atenção na resposta!!

Se tem fótons com a mesma energia necessária para a transição de um elétron do estado fundamental do átomo de hidrogênio, esses fotos foram absorvidos pelo hidrogênio que está na mistura

Se tem fótons com energia diferente, esses fótons não foram absorvidos pelo hidrogênio, mas se eles foram absorvidos, só pode ter sido por um outro componente.

Vamos lá.. o n= 2 evidencia o hidrogênio, certo ? e o n=3 um diferente dele.  É isso ?

Não amigo..

Os valores inteiros indicam que aqueles fótons de energia (10,2 e 12,09) foram absorvidos pelo hidrogênio.

Os valores que não são inteiros (1,07 , 1,5 ) incida que a energia daqueles fótons ( 1,89 , 7,56) não foram suficientes pra levar o elétron do estado fundamental até o nível 2, então não foram absorvidos pelo hidrogênio.

Todos os 'n' que forem inteiros indicaram que foi absorvido pelo hidrogênio ? Esse 'n' indica o nível que o elétron foi levado ? E por isso, quando não é inteiro não eleva ? -por conta da regra da energia exata-

 Desculpe, tô meio confuso ..

Você não tem base teórica, veja:

A energia de cada nível de um átomo de hidrogênio é:



"n" é o número quântico principal, um número inteiro que representa as camadas.

A dedução dessa expressão eu faço aqui:

https://pir2.forumeiros.com/t78545-questao-cefet-mg-2013

Então, a diferença de energia entre camadas é dada por:



Isso porque a energia de camadas externas é maior que a energia de camadas internas. Sabemos que inicialmente o átomo de hidrogênio está no estado fundamental (n(int) = 1) , então:



A energia que o fóton trás, deve ser justamente a energia necessária pra transição entre camadas.

Então, substituindo n por números inteiros (2ª camada = 2 ; 3ª camada = 3), encontramos os valores de energia dos fótons necessárias a essas transições: 1 → 2 ou 1 → 3

Essas energias são 10,2 eV e 12,09 eV

Coincidem com a energia absorvida pela mistura gasosa, ou seja, o hidrogênio faz parte da mistura.

Agora substituindo os outros valores de energia, encontraríamos n quebrados, quando só é possível existir n inteiro, pois representa o número da camada!

Então concluímos que esses fótons não foram absorvidos pelo hidrogênio e sim por outro componente.

Valeu pela atenção, vou dar uma estuda nisso .

Não hesite em perguntar se tiver dúvidas.