Como você pode calcular a frequência de um fóton emitido pelo átomo de hidrogênio dada a transição do nível de energia que acontece?
Veja como calcular a frequência de um fóton emitido por um átomo de hidrogênio durante uma transição de nível de energia:
Entendendo os conceitos * Níveis de energia
: Os átomos de hidrogênio têm níveis de energia específicos que os elétrons podem ocupar. Esses níveis são quantizados, o que significa que apenas certas energias discretas são permitidas.
*
Transições: Quando um elétron se move de um nível de energia mais alto (n
i ) para um nível de energia mais baixo (n f ), libera energia na forma de um fóton.
* Energia de fótons: A energia do fóton emitida é igual à diferença de energia entre os dois níveis.
* Relacionamento de Planck: A energia de um fóton (e) está relacionada à sua frequência (ν) pela equação e =hν, onde h é constante de Planck (6,626 x 10
-34
J · s).
Etapas para calcular a frequência
1. Determine a diferença de energia:
* Use a seguinte fórmula para calcular a diferença de energia (ΔE) entre a inicial (n i ) e final (n f ) Níveis de energia:
ΔE =-13,6 eV * (1/n f
2
- 1/n i
2
)
Onde:
* 13,6 eV é a energia de ionização do hidrogênio
* n I e n f são os principais números quânticos dos níveis de energia inicial e final.
2. converter energia em joules:
* Como a constante de Planck está em Joule-Seconds (J · s), converta a diferença de energia de Electron Volts (EV) em Joules (J) usando o fator de conversão:1 eV =1,602 x 10
-19
J.
3. Calcule a frequência:
* Use a relação de Planck (e =hν) para encontrar a frequência (ν) do fóton:
ν =e / h
Exemplo:
Digamos que um átomo de hidrogênio transições do nível de energia n =3 para o nível de energia n =2.
1. diferença de energia:
* ΔE =-13,6 ev * (1/2
2
- 1/3
2
) =-1,89 eV
2. Energia em Joules:
* ΔE =-1,89 EV * 1,602 x 10
-19
J/ev =-3,03 x 10
-19
J (o sinal negativo indica que a energia é liberada)
3. Frequência:
* ν =| -3,03 x 10
-19
J | / 6.626 x 10
-34
J · s =4,57 x 10
14
Hz
Resultado: A frequência do fóton emitida durante esta transição é de aproximadamente 4,57 x 10
14
Hz.
Nota importante: Este cálculo se aplica a transições dentro do átomo de hidrogênio. Para outros átomos, a estrutura do nível de energia e as energias de ionização serão diferentes.
