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Níveis de energia do modelo de Bohr

Transcrição de vídeo

no vídeo anterior nós utilizamos um monte de física eo modelo do átomo de bordo hidrogênio para determinar a energia do elétron em seu nível mais fundamental e nós chegamos ao valor igual a menos 2,17 vezes 10 elevado a -18 jales a partir desse valor também nós chegamos a uma generalização para qualquer um dos raios ou seja para qualquer nível em função dessa energia que do primeiro nível seja do estado fundamental do elétron do átomo de hidrogênio mas a gente vai utilizar aqui uma unidade de medida chamada elétron volts já que vai ser mais fácil trabalhar com ela daqui em diante e pra gente conseguir determinar essa energia desse estado fundamental do elétron e elétron volts basta apenas a gente pegar esse valor ou seja menos de hoje e rolante 17 vezes 10 elevado a -18 jaú lins ea gente vai multiplicar isso aqui por um elétron volts já que a gente está querendo encontrar um valor nessa unidade claro que a gente precisa colocar essa relação aqui do elétron volts em jovens então a gente vai colocar um elétron volts corresponde a 1,6 vezes 10 elevado a menos 19 de aulas aqui como a gente pode observar a gente vai anular essa unidade com essa unidade e aí só vai sobrar unidade do elétron volts e aí dividindo esse valor como esse valor a gente vai chegar em algo igual a menos 13,6 elétron volts e é esse valor aqui que a energia para o estado fundamental do elétron do átomo de hidrogênio que então como nós já temos a nossa generalização basta apenas a gente pegar esse valor aqui e substituir aqui nessa energia já que a energia no primeiro estado seja do estado fundamental do elétron então a gente vai ter uma nova generalização que vai ficar da seguinte forma é n vai ser igual a 1 que é menos 13,6 elétron volts a gente coloca que menos 13,6 / em um quadrado e aqui agora a gente consegue em conta a energia em qualquer um dos níveis do elétron bastando apenas substituir esse valor aqui pelo nível que a gente quiser e em substituindo esse valor aqui a gente automaticamente o substitui o mesmo valor aqui então se a gente quiser encontrar aqui agora energia no primeiro estado do elétron para o átomo de hidrogênio mas apenas vim aqui e dividir esse menos 13,6 com o elevado ao quadrado e menos 13,6 / um elevado quadrado o próprio 13,6 ou seja menos 13,6 elétron volts e essa que a energia para o estado fundamental do elétron para o átomo de hidrogênio gente também pode agora determinar energia para o segundo nível substituindo apenas esse n por dois agentes teria menos 13,6 / 2 ao quadrado calculando isso daqui a gente vai chegar a um valor igual a menos 3,4 elétron volts ea gente pode fazer a mesma coisa agora aqui para o terceiro nível ou seja menos 13,6 / 3 elevada ao quadrado isso aqui vai ser igual a menos 1 e rua 51 elétron volts então como você pode observar que a gente conseguiu determinar a energia para o elétron em três níveis diferentes para o primeiro nível para o segundo e para o terceiro no primeiro nível é igual a menos 13,6 elétron volts no segundo nível é menos 3,4 elétron volts e no terceiro nível é igual a menos 1,51 elétron volts tudo isso é que a gente viu vai ser muito útil de agora em diante e então vamos recapitular novamente o que a gente viu em alguns vídeos atrás que foi sobre o modelo aqui do átomo de bohr e no modelo do átomo de bohr como já representei aqui nos vídeos anteriores e claro que é um pouco melhor do que eu coloquei nos vídeos anteriores a gente tem aqui um núcleo atômico e como é o átomo de hidrogênio esse núcleo que tem um próton em seu interior e orbitando ao redor aqui desse próton esse nesse caso a gente tem um elétron gente pode representar esse elétron aqui e obviamente só que não está em escala e nesse modelo do átomo de borda esses elétrons está sendo atraído por esse próton e essa força elétrica que mantém esse elétron orbitando ao redor aqui ea gente viu também que esse elétron aqui no seu estado fundamental se encontra nesse raio r 1 se ele se encontra uma certa distância r 1 é que em relação ao núcleo atômico ok e é interessante também fazer uma comparação é que decide a grama com esse outro diagrama aqui do lado direito em que a gente pode representar que os níveis de energia para cada um desses raios aqui e aí a gente observar os dois sempre o com o outro a gente consegue ter uma compreensão melhor desse modelo atômico e claro do que está acontecendo também aqui com esse elétron então por exemplo para esse primeiro raio aqui a gente viu que a gente tem um n igual a um certo então poderia colocar aqui o n igual a 1 nesse primeiro nível aqui a energia é igual a menos 13,6 elétron volts foi o que a gente acabou de fazer não foi agora se a gente colocar aqui no nível mais distante aqui em cima a gente pode dizer que a energia nesse ponto será igual a zero então fazendo uma comparação direta entre esses dois diagramas quando tiver aqui com raio 2 ou seja o eletrocutando essa posição eu teria que o n igual a 2 certo ea energia nesse nível aqui como a gente já viu vai ser igual a menos 3,4 elétron volts a gente pode colocar aqui menos 3,4 ela entrou volts e quando o elétron estiver ocupando esse terceiro raio que a gente vai ter o n igual a 3 eo nível de energia desses elétrons será igual a menos 1,51 elétron volts e por isso que eu disse que é muito legal comparar esses dois diagramas juntos pra gente compreender bem melhor esse conceito de energia e desses níveis de energia e agora que a gente já tem cada um desses níveis de energia vamos supor que a gente queira promover uma mudança de nível de selecções por exemplo fazer com que ele saia desse primeiro raio aqui e vá para o segundo ray ou seja saia daqui e venha para cá ocupando essa outra posição aqui como a gente já viu nos vídeos anteriores também o elétron não pode ocupar essas posições intermediárias então ele só poderia ou está ocupando essa posição ou fazendo uma transição direta para esse segundo raio possível e aí a gente foi observar aqui ele sairia desse primeiro nível de energia certo e ia pra esse outro nível de energia que mais pra fazer isso fazer com que esse eletro faça uma transição entre esses dois níveis de energia saltando desse primeiro raio para o 2º raio seria necessário fornecer energia para esse elétron mas quanto de energia nós teríamos que fornecer para ele a gente teria que fornecer uma diferença de energia entre esses dois níveis aqui como a gente está interessado na magnitude de energia que a gente precisa fornecer pra esse elétron basta fazer uma diferença entre 3,6 e 3,4 isso aki vai ser igual a 10,2 elétron volts então para fazer-se elétrons altar desse nível desse primeiro nível para esse outro nível de energia seja no primeiro raio para o 2º raio possível seria necessário fornecer 10,2 elétron volts para esse elétron agora vamos supor que o elétron se encontra que nesse primeiro nível e a gente queira que ele faça uma transição para esse terceiro hayuk seja ele se encontra nesse primeiro raio possível ea gente quer trazer ele para esse terceiro raio possível então a gente quer que os elétrons saia do primeiro nível e venha para o terceiro nível de energia certo então pra ele fazer essa transição entre esses dois níveis a gente precisa fornecer uma energia pra ele mas quanto de energia seria necessário novamente a gente saber energia necessário fornecer para esses elétrons para ele fazer essa transição entre esses dois níveis ou seja salta desse primeiro raio para este terceiro raio a gente precisa fornecer uma energia pra ele seja igual à diferença entre menos 13,6 e - 1,51 elétron volts então como hoje só está interessado em saber a magnitude basta subtrair ou seja fazer diferença entre esses dois valores e isso aqui vai ser igual a 12,09 elétron volts ou seja para fazer com que esses elétrons faça uma transição desse primeiro raio que para esse terceiro raio basta fornecer pra ele 12,09 elétron volts agora vamos supor que a gente queira que esses elétrons aia que desse primeiro nível que ele se encontra ou seja nesse primeiro raio e vá para o infinito esse raio é infinito quando esse elétron está suficientemente distante do núcleo atômico de forma que não tenha mais uma interação elétrica entre eles e aí nesse caso de acordo com a lei de coulomb claro quando não há mais essa interação elétrica a força que liga os dois é igual a zero e quando esse raio infinito também a energia potencial elétrica do elétron nesse caso será igual a zero e obviamente eletro também no infinito não vai estar se movimentando e a energia cinética também vai ser igual a zero então se a energia potencial é igual a zero ea energia cinética igual a zero a energia total ac/dc eletro vai ser igual a zero então observando o diagrama ao lado a energia vai ser igual a zero quando o raio foi finito e a única forma de se raios ser infinito é quando n é finito uma coisa interessante também aqui a se observar é que nesse caso quando ele for o infinito e a energia for igual a zero esses elétrons está tão distante que já vai estar liberado seja o núcleo atômico aqui esse próton que se encontra no núcleo atômico do hidrogênio não vai possuir mais eletro porque ele não vai estar mais ligado a esse núcleo atômico então a gente pode dizer que nesse processo é que o elétron realizou esse salto a gente tem o hidrogênio neutro certo que se transformou no hidrogênio usado seja nitrogênio positivo e aí nesse caso ocorreu o processo de organização desse hidrogênio agora qual seria a energia necessária para que esse processo ocorresse a gente determina a energia necessária a gente faz a mesma coisa que a gente fez aqui anteriormente e aí nesse caso esses elétrons vai sair desse nível 1 e vai para esse nível o infinito aqui e é nesse caso como já falei pasta novamente calcular a diferença entre a energia nesses dois níveis ea diferença de energia entre esses dois níveis é a diferença entre esses dois valores que é igual a 13,6 elétron volts a gente teria que 13,6 elétron volts então a energia necessária para fazer com que esses elétrons realizou o salto desse nível e vá para o infinito realizando um processo de unitização é igual a 13,6 elétron volts pelo fato dessa energia fazer com que o átomo de hidrogênio fique unisa lado a gente diz que a energia de ionização do hidrogênio como vimos até aqui o modelo de bota é capaz de predizer a energia de ionização do hidrogênio isso faz com que seja muito útil estudá lo e pensar sobre esses diferentes níveis de energia assim chegamos à conclusão que não apenas os raios são utilizados como também esses níveis de energia