Átomo de Hidrogénio Série espectral – conjunto de radiações emitidas por um átomo quando os seus eletrões transitam de níveis energéticos mais elevados para o nível com valor de energia inferior.

O espectro atómico – espectro de emissão – pode ser obtido quando se faz passar uma corrente elétrica através de uma amostra deste gás. Alta tensão lâmpada de descarga fenda prisma Espectro do Hidrogénio, que apresenta na região do visível, 4 riscas bem distintas.

Planck anuncia a “quantificação da energia eletromagnetica” Niels Bohr (1885 - 1962) Planck (1858 - 1947) Albert Einstein (1879 - 1955) Planck anuncia a “quantificação da energia eletromagnetica” Einstein interpreta o efeito fotoelétrico Bohr fornece a explicação teórica para o espectro de riscas do hidrogénio E = h 

Modelo de Bohr para o átomo de hidrogénio O eletrão gira à volta do núcleo em orbitas circulares. Só pode ocupar certas orbitais com determinado raio. A cada órbita está associado um certo valor de energia. As saídas dos eletrões das órbitas só são permitidas por absorção (excitação) ou emissão (desexcitação) de certas quantidades de energia, isto é, a energia do eletrão está quantizada.

Quantização da energia do eletrão no átomo de H O estado de mais baixa energia corresponde ao nível mais estável (n=1) - Estado Fundamental. Um dos níveis de energia correspondentes a n=2,3,4,…, cuja energia é superior à do estado fundamental - Estado excitado.

Porque é que o eletrão só pode ocupar certas órbitas e não todas as órbitas? Quando o eletrão se desloca de um nível de menor energia (n mais baixo) para um nível de maior energia (n superior), absorve energia radiante (excitação) Representação esquemática em diagrama de órbitas Diagrama de energia Absorção de energia

Quantização da energia do eletrão no átomo de H Quando o eletrão transita (“queda”) de um nível de energia superior para um inferior, emite energia. Emissão de energia

Quantização da energia do eletrão no átomo de H A diferença de energia entre os níveis de transição é: Explica o aparecimento das riscas no espectro Na absorção de energia tem-se: Na emissão de energia tem-se:

Radiação Infravermelha Espectro de riscas do Hidrogénio E/J Radiação Infravermelha Radiação Visível Radiação UV

Efeito Fotoelétrico

Efeito Fotoelétrico A emissão de eletrões não depende da intensidade da radiação, mas sim da sua frequência (é necessário atingir uma frequência limite, ou frequência mínima, característica de cada metal).

O eletrão abandona o átomo, que fica ionizado. Absorção de energia por um átomo Quando sobre um átomo incide energia, pode ocorrer: A energia da radiação incidente é igual ou superior à energia suficiente para extrair o eletrão do átomo. O eletrão abandona o átomo, que fica ionizado.

Absorção de energia por um átomo A energia incidente inferior à Erem do eletrão, então, o eletrão transita para um estado de energia permitido e o átomo fica excitado. Se a Erad < Erem, mas não corresponde à energia adequada para nenhuma transição => a radiação não é absorvida e nada acontece ao átomo.

Quantização da energia do eletrão no átomo de H Há várias transições para o átomo de hidrogénio quando este absorve energia. A transição limite corresponde à situação em que: Erad = Erem => não há Ecin O eletrão é extraído do átomo fica ionizado e transforma-se em H+ Eelectrão extraído = 0 J

Quantização da energia do eletrão no átomo de H Conhecendo-se a energia de ionização (Ei=Erem) podemos calcular a energia correspondente ao estado fundamental.

Sabendo En=1 é possível calcular as energias correspondentes aos vários níveis. Qual será a energia do eletrão correspondente ao nível 2 (n=2)? Corresponde à absorção de um quanto (quantum) de energia, no valor de 1,635x10-18 J.

A energia do eletrão no átomo de hidrogénio é: n = número do nível = 1,2,3,….. Os átomos podem ser excitados através: Elevação da temperatura. Colisão com outro eletrão. Radiação eletromagnética.

Radiação Infravermelha Espectro de riscas do Hidrogénio E/J Radiação Infravermelha Radiação Visível Radiação UV