QUÍMICA 10

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SUMÁRIO: Interações eletrostáticas no átomo.

Energia de remoção eletrónica.

Resolução de exercícios e problemas para

consolidação dos conteúdos lecionados.

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ENERGIA DE REMOÇÃO ELETRÓNICA

A energia dos eletrões nos átomos inclui o efeito das atrações entre os eletrões e o núcleo, por as suas cargas serem de sinaiscontrários, e das repulsões entre os eletrões, por as suas cargas serem do mesmo sinal.

QUÍMICA 10Para se conhecer a energia de cada eletrão num átomo recorre-se à

espetroscopia fotoeletrónica.

Esquema representativo da técnica de espetroscopia fotoeletrónica.

QUÍMICA 10VALORES DAS ENERGIAS DE REMOÇÃO ELETRÓNICA PARA

UM ÁTOMO POLIELETRÓNICO

QUÍMICA 10ESPETRO FOTOELETRÓNICO

A altura de cada pico é proporcional ao número de eletrões em cada nível ou subnível de energia.

A posição de cada pico indica o valor da energia de remoção dos eletrões.

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O espetro fotoeletrónico evidencia dois picos (dois valores diferentes de energia de remoção), logo os eletrões do lítio, no estado fundamental distribuem-se por dois níveis de energia.

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Como a altura do pico corresponde ao número relativo de eletrões em cada nível de energia é também possível concluir que o primeiro nível de energia comporta mais eletrões que o nível de energia seguinte.

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O espetro fotoeletrónico para o átomo de berílio também evidencia dois valores diferentes de energia de remoção, logo os 4 eletrões do berílio, no estado fundamental deverão distribuir-se por dois níveis de energia.

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Como os dois picos têm uma altura semelhante, o número de eletrões em cada nível deve ser igual.

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Os valores de energias de remoção eletrónicas, obtidos por espetroscopia fotoeletrónica, permitem concluir que átomos de elementos diferentes têm valores diferentes da energia dos eletrões.

TABELA II – DADOS DE ESPETROSCOPIA FOTOELETRÓNICA PARA OS ELEMENTOS QUÍMICOS DE NÚMERO ATÓMICO 1 ATÉ 12, EM MJ mol–1.

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Do carbono ao néon, o aumento do número de eletrões está de acordo com o aumento da altura do terceiro pico do carbono para o néon, ou seja, cada eletrão que é adicionado vai ocupar o último subnível de energia.

TABELA II – DADOS DE ESPETROSCOPIA FOTOELETRÓNICA PARA OS ELEMENTOS QUÍMICOS DE NÚMERO ATÓMICO 1 ATÉ 12, EM MJ mol–1.

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Os 11 eletrões do átomo de sódio distribuem se por 3 níveis de energia, com o segundo nível desdobrado em 2 subníveis. O 11º eletrão ocupa um novo nível de energia superior.

As alturas dos picos correspondentes aos subníveis do segundo nível de energia são diferentes. O segundo subnível de energia comporta três vezes mais eletrões que o subnível de energia anterior, ou seja, seis eletrões.

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Átomos de carbono, com seis eletrões, foram bombardeados com radiações de energia igual a 3,53 x 1017 J em ensaios de espetroscopia fotoeletrónica. A figura seguinte mostra o espetro fotoeletrónico obtido para o átomo de carbono.

1. Por quantos níveis e subníveis se encontram distribuídos os eletrões do átomo de carbono?2. Que pico, A, B ou C, do espetro fotoeletrónico é representativo da energia de remoção do eletrão mais interno?3. O que se pode concluir da análise da altura dos picos no espetro fotoeletrónico do carbono?

Exercício resolvido

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Proposta de resolução1. O átomo de carbono apresenta três valores de energias de remoção eletrónica (três picos), com dois valores mais próximos, o que significa que os eletrões do átomo de carbono estão distribuídos por dois níveis de energia estando o segundo nível de energia desdobrado em dois subníveis.2. A, pois quanto maior é a energia de remoção, menor é a energia do eletrão no átomo, o que indica que ele pertence a um nível de energia inferior, isto é, mais próximo do núcleo.3. As alturas dos picos no espetro fotoeletrónico do carbono são iguais, o que indica que os níveis e subníveis de energia ocupados no átomo de carbono são preenchidos por igual número de eletrões.

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Observe a figura que mostra o espetro obtido por espetroscopia fotoeletrónica do boro (Z = 5) sobreposto ao espetro fotoeletrónico do flúor (Z = 9).

2. Por que é que os picosrelativos ao átomo de flúor seencontram mais à esquerdarelativamente aos picos referentes ao átomo de boro?3. Explique a existência de um pico no espetro fotoeletrónico do flúor, que é muito mais alto do que todos os outros?

Exercício proposto

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1. Por quantos níveis e subníveis se encontram distribuídos os eletrões dos átomos de boro e de flúor?

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Proposta de resolução1. Tanto o átomo de boro como o átomo de flúor apresentam três valores de energias de remoção eletrónica (três picos), com dois valores mais próximos, o que significa que os eletrões dos respetivos átomos estão distribuídos por dois níveis de energia estando o segundo nível de energia desdobrado em dois subníveis.2. Como o flúor apresenta maior carga nuclear, a intensidade da força atrativa exercida pelo núcleo é maior, logo maior serão os valores de energia de remoção do eletrão para os mesmos subníveis.3. A altura do pico corresponde ao número relativo de eletrões em cada nível de energia ou subnível de energia. Assim um pico mais alto corresponde a um maior número de eletrões nesse subnível de energia.

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